第２０卷第１期 ２００７年１月 机电产品开簋与刨新 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｖｏ１．２０。Ｎｏ．１ Ｊａｎ．．２００７
基于ＤＳＰ的永磁同步电机控制系统
李 铁 ‘
（大连海事大学，辽宁大连１１６０２６）
摘要：直接转矩控制（ＤＴｃ）是一种高性能的电机控制方法，它根据磁通和转距的要求，直接选择逆变器 的开关顺序，使电机在最佳状态下运行。本文作者设计了一套基于ＴＭＳ３２０Ｆ２４０ ＤＳＰ芯片的永
磁同步电机直接转距控制系统，介绍了其原理、软硬件结构及工作流程。实验结果证明了设计方
案的可行性和系统的优良性能。
关键词：永磁同步电机；直接转矩控制：ＤＳＰ 中图分类号：ＴＭ３８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—６６７３（２００７）０１－１５３－０３
０引言
直接转矩控制（简称ＤＴＣ）是德国学者Ｍ．ｄｅｐｅｎｂｒｏｅｋ
于１９８５年提出的一种新的电机控制理论。与传统的矢 量控制不同，这种理论着眼于转矩和磁通的直接控制，
也就是在维持磁链幅值不变的情况下，采用定子磁通定向
的方法，通过调整定子磁通在空间的旋转速度来控制转
矩，进而控制电机的转速。由于它取消了旋转坐标变 换，因而具有结构简单、手段直接、易于实现全数字化
的优点【ｌＪ。 ＴＭＳ３２０Ｆ２４０芯片专门面向电机控制领域的数字信
号处理器，具有通用ＤＳＰ的快速性特点和便于电机控 制的片内资源。本文作者在简要叙述直接转矩控制系统
原理的基础上，提出了基于ＴＭＳ３２ｏＦ２４０芯片的永磁同
步电机ＤＴＣ系统实现方案，并通过实验证明了该方案的
可行性和系统较高的动静态性能。
１ ＰＭＳＭ直接转矩控制理论
直接转矩控制（ＤＴＣ）作为一种新型的高性能交流
调速传动控制技术，２Ｏ世纪８Ｏ年代由德国和Ｅｔ本的科 学家进一步提出。它摒弃了矢量控制中解耦的控制思
想，采用空间矢量的概念，通过检测定子电压和电流，
分类号
编 号
实 验 总 结
题 目 基于DSP的电机控制
院 系 电力学院
专 业 自动化
姓 名 梁宁
学 号 200908831
2012 年 6月 5日
基于DSP的电机控制
步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的控制电机。它的位移速度与脉冲频率成正比，位移量与脉冲数成正比。每来一个脉冲电压，转子就旋转一个步距角。根据电压脉冲的分配方式，步进电机各相绕组的电流轮流切换，从而使电机旋转。步进电机具有步进数可控、运行平稳、价格便宜的优点，在加速器控制系统中的应用很广。
传统的步进电机一般可分为永磁式步进电动机(PM Step
Motor)，反应式步进电动机(VR Step Motor)和混合式步进电动机(Hybrid Step Motor)三种。 在数字化电机控制系统产生之前，要想获得高性能的步进电机驱动要么是采用昂贵、难维护的直流电机配便宜的控制装置，要么就是使用便宜的交流电机配昂贵、复杂的控制装置。基于DSP的数字化电机控制的出现改变了这一状况，由于DSP强大的运算能力，它可以实时地实现一些先进的控制算法，获得高性能的电机驱动控制。 数字化电机控制的优点正是由于数字化的信号和信号处理所带来的，和模拟控制相比，它具有互联方便，稳定性好，便于大规模集成，可以构成复杂的系统，容易修改，便于测试、调试和大规模生产等优点。数字化电机控制技术包括两个组成部分，现代电机控制理论和数字信号处理，其中数字信号处理又包括数字信号处理技术和数字信号处理器技术。数字化电机控制的发展和这几个方面的进展是密不可分的。 现代电机控制理论以矢量控制理论为代表，还有近年来得到快速发展的直接转矩控制理论等，这些高性能的控制方案需要进行大量的实时运算，用模拟器件的硬件方案来实现相当困难，难以实用化。只是在具有强大运算能力的控制器如DSP等价格下降，性能提高之后，数字化的高性能控制方案才开始大量步入实用领域。
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基于DSP控制直流电动机
作者：王爽
来源：《科学与财富》2012年第05期
摘要：现代电机控制的发展在提高性能、降低损耗、减少成本和其它不断出现的新的技术指标及特殊应用上的要求越来越高，因此有许多新的复杂的控制算法产生。交流电机有许多直流电机所没有的优点，但是对于交流电机的控制相对直流电机更为困难。而DSP 的应用使得交流电机控制系统无论是在结构复杂程度、成本和效率上都有很大改观。本文结合了交流感应电机的速度控制中较为有效的控制方法即磁场导向控制（FOC）理论和TI 公司的DSP 控制器TMS320LF2407 介绍了DSP 在电机闭环控制中的应用。
关键词：电机控制；磁场定向理论；DSP；矢量控制
…………………………一皇王研霾一盟Ｉ
ＤＳＰ在无刷直流电动机中的应用
成都理工大学核技术与自动化工程学院 张安康 东 解洪亮
【摘要】本文根据无位置传感器无刷直流电动机的原理，采ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ ＤＳＰ，实现了无刷直流电机的数字ＰＩＤ速度控制。仿真结果表明，本控制系统运行稳
定，控制精度高，有着很强的应用推广价值。 【关键词】无刷直流电机；无位置传感器；ＤＳＰ
１．引言
从２Ｏ世纪７Ｏ年代以来，通用单片机
开始在电动机控制系统中广泛应用。然
而，受单片机本身结构的限制，系统组
成元器件比较多、处理能力有限。一些
厂家开发了电动机的专用芯片，许多工
程师也设计了以单片机和专用芯片为核
心的电动机控制系统，但它们仍然具有
单片机系统固有的缺点。为了使电动机
控制系统既可以适应一般的应用场合，
又可以满足一些高精度、高性能的控制
要求。ＴＩ公司推出了面向数据处理、
运动控制等的一系列ＤＳＰ芯片。其中，
ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ ＤＳＰ芯片 上集成了多种
先进的外设，具有灵活可靠的控制和通
信模块，完全可以采用单芯片实现电机
控制系统的控制和通信功能。本文设计
和实现了以ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ ＤＳＰ为核心的
无刷直流电动机 速度控制系统，整个
系统结构紧凑，功能完善。
２．无刷直流电机的数学模型
以采用绕组Ｙ型连接，三相六状态
１２０。两两导通方式的永磁无刷直流电动
机为例，定子三相绕组的电压方程可表
示为：
］＝［言丢三］Ｉ ］＋ ［乏 ！芎］匿］＋Ｉ ］ｃｔ
式中， ， ，ｕ 为定子相绕组
电压；ｅ ，ｅ ，ｅ 为定子相绕组电动
势；ｉ。，ｉｂ，ｉ。为定子相绕组电流；Ｌ为
定子每相绕组自感；三 为Ａ相和Ｂ相绕组
的互感（其它类推）；Ｒ为三相定子电
阻；Ｐ为微分算子。
由式（１）可以得到永磁无刷直流
电动机的等效电路模型，如图１所示。
定子绕组产生的电磁转矩表达式
为：
Ｕ ｒｅ： （Ｐ ｆ ＋ ｆ＾＋Ｐ。ｉｏ） （２） ０９
