下载文档原格式
基于MATLAB的数字PID直流电机调速系统本文主要研究基于MATLAB的数字PID直流电机调速系统。
直流电机是工业生产中常用的电机，其调速系统对于保证生产效率和质量至关重要。
因此，研究直流电机调速系统的控制方法和参数设计具有重要意义。
本文将首先介绍直流电机的数学模型和调速系统的工作原理，然后探讨常规PID控制器的设计方法和参数控制原理，最后通过MATLAB仿真实验来研究数字PID控制器的设计和应用。
2 直流电机调速系统的数学模型直流电机是一种常见的电动机，其数学模型可以用电路方程和动力学方程来描述。
电路方程描述了电机的电气特性，动力学方程描述了电机的机械特性。
通过这两个方程可以得到直流电机的数学模型，为后续的控制器设计提供基础。
3 直流电机调速系统的工作原理直流电机调速系统是通过控制电机的电压和电流来改变电机的转速。
其中，电压和电流的控制可以通过PWM技术实现。
此外，还可以通过变换电机的电极连接方式来改变电机的转速。
直流电机调速系统的工作原理是控制电机的电压和电流，从而控制电机的转速。
4 常规PID控制器的设计方法和参数控制原理常规PID控制器是一种常见的控制器，其控制原理是通过比较实际输出值和期望输出值来调整控制器的参数，从而实现控制目标。
常规PID控制器的参数包括比例系数、积分系数和微分系数，这些参数的选取对于控制器的性能有重要影响。
常规PID控制器的设计方法是通过试错法和经验公式来确定参数值。
5 数字PID控制器的设计和应用数字PID控制器是一种数字化的PID控制器，其优点是精度高、可靠性强、适应性好。
数字PID控制器的设计方法是通过MATLAB仿真实验来确定控制器的参数值。
数字PID控制器在直流电机调速系统中的应用可以提高系统的控制精度和稳定性。
6 结论本文主要研究了基于MATLAB的数字PID直流电机调速系统，介绍了直流电机的数学模型和调速系统的工作原理，探讨了常规PID控制器的设计方法和参数控制原理，最后研究了数字PID控制器的设计和应用。
直流电动机数字调速控制系统设计田治礼(东营学院工业工程系 山东东营 257091)摘 要:介绍由凌阳单片机和SPGT62C19B 驱动构成的直流电机P WM 调速控制系统的工作原理、硬软件设计及调试方法。
关键词:凌阳单片机;P WM 控制;直流电机在各类机电系统中,由于直流电机具有良好的起动、制动和调速性能,直流调速技术已广泛运用于工业、航天领域的各个方面。
最常用的直流调速技术是脉宽调制(P WM )直流调速技术,它具有调速精度高、响应速度快、调速范围宽和耗损低等特点。
文中介绍一种由凌阳单片机,SPG T62C19B 驱动及LED 显示构成的直流电机P WM 调速控制系统。
1.总体设计方案本系统采用组装完成的凌阳61计算机板、键盘-LED 显示模组和电机驱动模组等设计直流电动机数字调速控制系统。
由按键设定直流电机转速值并由LED 显示,采用P WM 方式控制直流电动机转速,实际转速在电机驱动模组LED 显示器上同步显示并采用语音播报。
1.1.系统组成方框图及原理说明图1 系统组成方框图系统原理框图如图1所示。
主控元件采用凌阳SPCE061A 单片机,属于凌阳u .nSP .系列产品的一个16位结构的微控制器。
SPCE061A 里只内嵌32K 字的闪存(FL AS H ),较高的处理速度使u .nS P .能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。
因此以u .nSP .为核心的SPCE061A 微控制器也适用在数字语音识别应用领域。
SPCE061A 在2.6V ~3.6V 工作电压范围内的工作速度范围为0.32M H z ~491152M H z ,较高的工作速度使其应用领域更加拓宽。
2K 字S RA M 和32K 字FL AS H 仅占一页存储空间,32位可编程的多功能I/O 端口;两个16位定时器/计数器;32768H z 实时时钟;低电压复位/监测功能;双通道10位D AC 方式的音频输出功能,这就为本系统的语音播报打下了基础。
基于数字信号处理器的直流电机弱磁调速系统设计直流电机的弱磁调速系统可以通过数字信号处理器（DSP）来设计和实现。
以下是一个基于DSP的直流电机弱磁调速系统的设计步骤：1. 系统建模：首先需要对直流电机进行建模，包括电机的动态特性、参数和控制需求等。
可以使用数学模型描述电机的速度、电流和转矩等特性。
2. 选择DSP：根据系统的计算需求和性能要求，选择合适的数字信号处理器。
DSP应具备足够的计算能力和处理速度，以实现对电机控制算法的高效实时计算。
3. 控制算法开发：根据电机的建模结果和控制要求，设计合适的弱磁调速控制算法。
常见的算法包括PID控制、滑模控制等。
根据算法设计控制器结构和参数，考虑到系统稳定性、响应速度和抗干扰性。
4. DSP编程：基于DSP的开发环境，使用所选的编程语言和工具进行DSP程序的开发。
将控制算法实现为DSP的程序代码，并进行编译和调试。
5. 硬件接口设计：DSP需要与电机驱动器、编码器和传感器等硬件设备进行接口连接。
设计合适的硬件接口电路，实现DSP与电机系统的数据传输和控制指令的传递。
6. 系统调试与验证：将DSP程序烧录到DSP芯片，并将硬件连接完成后，进行系统调试和验证。
通过测试和实验验证系统的运行稳定性、响应速度、精度和抗干扰能力等。
7. 系统优化与改进：根据实验结果和实际运行情况，对系统进行优化和改进。
可以调整控制算法的参数、改进硬件接口电路、优化DSP程序等，以提高系统性能和稳定性。
以上是基于DSP的直流电机弱磁调速系统的设计步骤。
通过合理的系统设计和优化，可以实现对直流电机的弱磁调速控制，满足不同应用场景的需求。
摘要由于变频技术的出现，交流调速一直冲击直流调速，但综观全局，尤其是我国在此领域的现状，再加上全数字直流调速系统的出现，提高了直流调速系统的精度及可靠性，直流调速仍将处于重要地位。
对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面，而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现，但工程应用中稳速指标却往往不能达到预期的效果，稳速要求即以一定的精度在所需要的转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动。
稳速很难达到要求原因在于数字直流调速装置中的PID调节器对被控对象及其负载参数变化自适应能力差。
模糊控制不要求被控对象的精确模型且适应性强，为了克服常规数字直流调速装置的缺点，本文将模糊控制与PID调节器结合，着手fuzzy-PID复合控制方案理论研究和硬件的实现，设计出相关控制方案的直流调速系统，该方案以AT89C51单片机为主控单元，合适的驱动电路和一些外围电路构成硬件系统；以参数模糊自整定PID为控制策略。
本文对于系统的硬件及软件设计进行了详细的设计，包括电机控制模块、检测模块、电机驱动模块的设计等，以及软件的控制思想和编程方法。
本系统的设计顺应了目前国外直流调速朝着数字化，发展的趋势，充分利用了单片机的优点，使得通用性得到了提高。
经过理论分析和设计此控制器的各项性能指标优于模糊控制器和常规PID 控制器，具有很强的鲁棒性。
关键词：模糊控制；直流调速；稳态性能；单片机AbstractAfter Frequency Conversion Technology appeared，AC speed regulation method had always impacted DC Speed Regulation，but Generally speaking，especially the status in our country，in addition to digital DC Speed Regulation emerged，it improving the precision and the reliability in DC Speed Regulation System．DC Speed Regulation was also in the important status．Speed stability、speed ratio、acceleration、deceleration are the four factors in DC Speed Regulation System，the last two factors already reached well in industry application．But the Stability index does not match the desired purpose．Stability index is that the DC motor running in the precision range on desired speed，even if the system has uncertain disturbance．It is hard to realize because of adaptiveability digital DC Speed Regulation device is not enough when in the condition of the load parameters change unpredictably．Fuzzy control does not need precision mathematic model to conquer the shortcoming in routine digital DC Speed Regulation．We can combine with the PID adjuster and fuzzy control，focusing on theory research and realization of fuzzy-PID compound control scheme，design relevant DC Speed Regulation System was designed in the dissertation．This scheme is based on the core of AT89C51 single chip，appropriate driver circuit and some peripheral circuits，Fuzzy Self-tuning PID is the control strategy,This dissertation also introduce the plan of hardware and software，including DC motor control module、driver module、examine circuit and so on in detail，if explained the method of control and the thought of software，this system got used to the trend of digital power in the international，used the single micro—computer fully，and improveed the general use of the power．Theoretical analysis and design showed that all performance indexes of Parameter Self-Adjusting Fuzzy Logic PID Controller was in advance of those of the simple fuzzy controller and the conventional PID controller．Especially，the adaptive fuzzy controller is robust．Keywords：fuzzy logic control(FLC)；DC Speed Regulation；stability performance；Single micro-computer目 录摘 要 .................................................................................................................................................I Abstract ......................................................................................................................................... II 目 录 ............................................................................................................................................ I II第一章 绪论 (1)1.1 序言 (1)1.2 PID 控制中存在的问题 (1)1.3 模糊控制的发展状况 (2)模糊控制的发展过程 (2)模糊控制技术要解决的问题 (3)1.4 直流调速系统的发展概况 (4)1.5 本课题的研究内容及目的 (5)第二章 直流调速系统的理论分析 (6)2.1 控制理论在调速系统中的应用分析 (6)调速系统性能指标 (6)直流调速常用的方法 (7)2.2 传统直流调速系统中调节器参数的计算 (9)设计指标及要求 (9)固有、预置参数计算 (9)电流调节器参数计算 (10)转速调节器参数 (10)2.3 数字PID 调节器的原理及应用 (12)2.4 数字PID 控制器的算法实现 (14)第三章 模糊PID 控制算法设计 (16)3.1 模糊控制的原理 (16)模糊控制的理论基础 (16)模糊控制系统的组成 (16)模糊控制在实际中的适用性 (17)3.1.4 模糊控制器的设计方法 (17)3.2直流调速系统模糊PID 控制结构设计 .......................................................................... 18 被控过程对参数P K 、I K 、D K 的自整定要求 (19)3.3模糊自整定PID 参数控器设计 (20)确定控制器的输入、输出语言变量 (20)3.3.2确定各语言变量论域，在其论域上定义模糊量 .............................................. 21 确定P K 、I K 、D K 的调节规则 .. (21)模糊推理和模糊运算 (22)第四章 调速系统硬件设计 (24)4.1硬件总体方案设计 (24)4.2 主电路设计 (24)4.3 整流电力二极管参数的确定 (25)4.4 IGBT 的选择 (26)4.5 IGBT 驱动电路的设计 (26)IGBT 驱动电路的一般要求 (26)IGBT 的专用驱动集成电路 (26)4.6 泵升电压的抑制 (28)4.7 电流反馈信号检测装置设计 (29)概述 (29)4.7.2 电流检测装置的设计 (30)4.8转速检测环节及其与单片机接口电路的设计 (30)4.9 模拟量给定电流、转速反馈量与单片机的接口设计 (32)4.10 键盘与显示接口电路 (32)第五章系统软件设计 (34)5.1主程序 (34)5.2 A/D转换设计 (35)5.3键盘与显示子程序设计 (36)5.4模糊PID控制流程设计 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (42)第一章绪论1.1 序言在现代化的工业生产过程中，几乎无处不使用电力传动装置，生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
沈阳理工大学课程设计摘要调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。
目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。
早在20世纪40年代采用的是发电机－电动机系统，又称放大机控制的发电机－电动机组系统。
这种系统在40年代广泛应用，但是它的缺点是占地大，效率低，运行费用昂贵，维护不方便等，特别是至少要包含两台与被调速电机容量相同的电机。
为了克服这些缺点，50年代开始使用水银整流器作为可控变流装置。
这种系统缺点也很明显，主要是污染环境，危害人体健康。
50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。
晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，广泛应用于世界各国。
近几年，交流调速飞速发展，逐渐有赶超并代替直流调速的趋势。
直流调速理论基础是经典控制理论，而交流调速主要依靠现代控制理论。
不过最近研制成功的直流调速器，具有和交流变频器同等性能的高精度、高稳定性、高可靠性、高智能化特点。
同时直流电机的低速特性，大大优于交流鼠笼式异步电机，为直流调速系统展现了无限前景。
单闭环直流调速系统对于运行性能要求很高的机床还存在着很多不足，快速性还不够好。
而基于电流和转速的双闭环直流调速系统静动态特性都很理想。
关键字：调速系统直流调速器晶闸管晶闸管－电动机调速系统沈阳理工大学课程设计目录1 绪论 (1)1.1 背景 (1)1.2 直流调速系统的方案设计 (1)1.2.1 设计已知参数 (1)1.2.2 设计指标 (2)1.2.3 现行方案的讨论与比较 (2)1.2.4 选择PWM控制系统的理由 (2)1.2.5 选择IGBT的H桥型主电路的理由 (3)1.2.6 采用转速电流双闭环的理由 (3)2 直流脉宽调速系统主电路设计 (4)2.1 主电路结构设计 (4)2.1.1 PWM变换器介绍 (4)2.1.2 泵升电路 (7)2.2 参数设计 (7)2.2.1 IGBT管的参数 (7)2.2.2 缓冲电路参数 (8)2.2.3 泵升电路参数 (8)3 直流脉宽调速系统控制电路设计 (9)3.1 PWM信号发生器 (9)3.2 转速、电流双闭环设计 (9)3.2.1 电流调节器设计 (10)3.2.2 转速调节器设计 (13)4 系统调试 (17)4.1 系统结构框图 (17)4.2 系统单元调试 (17)4.2.1 基本调速 (17)4.2.2 转速反馈调节器、电流反馈调节器的整定 (18)4.3 实验结果 (18)4.3.1 开环机械特性测试 (18)4.3.2 闭环系统调试及闭环静特性测定 (19)5 总结 (20)参考文献 (21)附录A (22)A.1 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 (22)A.2 双闭环可逆直流脉宽调速系统性能测试 (26)沈阳理工大学课程设计1 绪论背景在现代科学技术革命过程中，电气自动化在20世纪的后四十年曾进行了两次重大的技术更新。
转速电流双闭环的数字式可逆直流调速系统的仿真与设计一、设计目的应用所学的交、直流调速系统的基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行运动控制系统的初步设计。
应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立运动控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。
在原理设计与仿真研究的基础上，应用PROTEL进行控制系统的印制板的设计，为毕业设计的综合运用奠定坚实的基础。
二、设计参数1、直流电动机(1)：输出功率为:7.5Kw 电枢额定电压220V电枢额定电流 36A 额定励磁电流2A额定励磁电压110V 功率因数0.85电枢电阻0.2欧姆电枢回路电感100mH电机机电时间常数2S 电枢允许过载系数1.5额定转速 1430rpm2、环境条件：电网额定电压:380/220V，电网电压波动:10%环境温度:-40~+40摄氏度，环境湿度:10~90%3、控制系统性能指标：电流超调量小于等于5%空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于30%调速范围D＝20，静差率小于等于0.03.三系统方案选择（1）可控电源选择直流电动机具有良好的起制动性能在广泛范围内可实现平滑调速，在需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。
从生产机械要求控制的物理量来看，各种系统往往都通过控制转速来实现的。
因而直流调速系统是最基本的拖动控制系统。
直流变电压调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：① 转电流机组② 适用于调速要求不高、要求可逆运行的系统但其设备多、体积大、费用高、效率低。
②静止可控整流器可通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位从而实现平滑调速且控制作用快速性能好提高系统动态性能。
③PWM(脉宽调制变换器)或称直流斩波器利用直流斩波器或脉宽调制变换器产生可变平均电压，与V—M系统相比，PWM系统在很多方面有较大的优越性：主电路线路简单，需要的功率器件少，开关频率高；电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；功率开关器件工作在开关状态，道通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流高。
XXXXXXXX大学本科生毕业设计姓名：XXX 学号：XXXX学院：信息与电气工程学院专业：电气工程与自动化设计题目：全数字控制的桥式可逆直流脉宽调速系统设计专题：指导教师：XXXX 职称：XXXXXXXX年6月XXXXXXXX大学毕业设计任务书学院信息与电气工程学院专业年级电气02—3 学生姓名曹言敬任务下达日期：XXXX年2月20日毕业设计日期：XXXX 年 2 月20日至XXXX 年6月20日毕业设计题目：全数字控制的桥式可逆直流脉宽调速系统设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1、直流电机的参数为15KW，电枢电压440V，电枢电流39.5A，励磁电压90V，励磁电流7A，转速为1510转/分。
2、制定主电路方案并进行选型设计计算。
3、用PROTEL设计全数字控制系统的电路原理图及PCB图。
4、编制控制软件。
5、基于MATLAB对桥式可逆直流脉宽调速系统进行仿真研究。
6、翻译与论文相关的电气自动化方面专业外文资料约5000字。
7、用OFFICE—WORD打印论文。
院长签字：指导教师签字：XXXXXXXX大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日XXXXXXXX大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日XXXXXXXX大学毕业设计答辩及综合成绩摘要直流脉宽调速系统，是采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成的脉宽调制变换器——直流电动机调速系统，简称直流PWM调速系统。
《PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）与电机变频调速技术已经成为了现代工业生产中的重要组成部分。
本文旨在设计并实现一套基于PLC控制的电机变频调速试验系统，以实现对电机运行状态的有效监控与精确控制，提高生产效率与产品质量。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由PLC控制器、变频器、电机、传感器等部分组成。
其中，PLC控制器负责整个系统的控制与协调，变频器用于调节电机的运行速度，电机则作为执行机构实现具体的运动，传感器则用于实时监测电机的运行状态。
（1）PLC控制器：选用高性能的PLC控制器，具备强大的逻辑控制与数据处理能力。
（2）变频器：选用适合电机类型与功率的变频器，具备高精度、高效率的调速性能。
（3）电机：根据实际需求选择合适的电机类型与功率。
（4）传感器：选用能够实时监测电机运行状态的高精度传感器。
2. 软件设计软件设计主要包括PLC控制程序的编写与调试。
首先，根据系统需求，设计合理的控制逻辑；其次，利用编程软件编写控制程序；最后，通过调试与测试，确保程序能够正常运行并实现预期功能。
（1）控制逻辑设计：根据电机运行的需求，设计合理的控制逻辑，包括启动、停止、调速等功能。
（2）编程软件选择：选用适合PLC控制的编程软件，如梯形图、结构化控制语言等。
（3）程序调试与测试：对编写好的程序进行调试与测试，确保程序能够正常运行并实现预期功能。
三、系统实现1. 连接硬件设备根据硬件设计，将PLC控制器、变频器、电机、传感器等设备进行连接。
确保各部分之间的连接牢固、可靠。
2. 编写与调试程序根据软件设计，编写PLC控制程序。
在编写过程中，需要充分考虑系统的实时性、稳定性以及可扩展性。
编写完成后，通过调试与测试，确保程序能够正常运行并实现预期功能。
3. 系统测试与优化对系统进行全面的测试，包括启动、停止、调速等功能。
根据测试结果，对系统进行优化与调整，提高系统的性能与稳定性。
毕业设计(论文) 题目：数字调速系统设计与制作（软件部分）学生姓名孔建新学号200420120106分院信息工程分院专业班级自动化401指导教师刘勤贤2008年6月杭州中文摘要摘要采用DSP 处理器实现直流无刷电机调速系统。
该系统由主电路、控制和辅助电路构成。
主电路中IPM功率模块，控制电路以TMS320F2812芯片为核心，完成采样、系统控制、PWM产生、显示、检测。
辅助电路由辅助开关电源、驱动及电流电压检测电路组成。
系统初始化后，主程序进行速度计算、相位检测、电机控制；辅助程序完成AD采样、显示等。
关键词：DSP 处理器；直流无刷电机；PWM；闭环控制Ⅰ英文摘要ABSTRACTThe DSP processor was used to the brushless DC (BLDC) motor control system. The system consists of main circuit, control and assistance circuit. The inverter of main circuit adopted IPM power module. The control circuit took TMS320F2812 chip as the core; then, the information such as AD sampling, system control, produce PWM, display, system parameter, detection in chip stack. The assistance circuit consists of assistance switch power source, drive and current voltage detection circuit. After initialization, the main program mainly carried out the digital control brushless DC motor, calculate speed. And the assistance program which includes AD sampling module, display module.Keywords：DSP processor；brushless DC (BLDC) motor；PWM；Closed Loop ControlⅡ目录目录1 引言 (1)2 概述 (3)2.1 DSP2812介绍 (3)2.2 为什么要使用DSP控制 (4)2.3 系统设计的方向和技术关键 (6)3 总体设计 (7)3.1 直流无刷电机的基本组成和工作原理 (7)3.2 直流无刷电机的控制策略 (8)3.3 直流无刷电机的总体控制方案 (9)4 硬件结构部分 (10)4.1系统实物图 (10)4.2 直流无刷电机 (10)4.3 控制平台 (10)4.4 功率变换电路 (11)5 软件设计部分 (12)5.1 DSP软件开发平台介绍 (12)5.2 程序总体说明 (16)5.3 TMS320F2812事件管理器（EV）介绍 (16)5.3.1 事件管理器模块的引脚 (17)5.3.2 事件管理器中断 (18)5.4 程序介绍 (19)5.4.1 主程序流程图 (19)5.4.2 AD采集子程序流程图 (19)5.4.3 电机控制程序介绍 (20)6 制作与调试 (21)6.1 开发平台调试 (21)6.2 调试 (21)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)Ⅲ浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）1 引言19世纪以来，电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活之中。
其主要类型有同步电动机、异步电动机与直流电动机三种。
众所周知，由于传统的直流电动机均采用电刷以机械方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点，再加上制造成本高及维修等缺点，从而大大地限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上大多数均采用三相异步电动机。
直流电动机具有非常优秀的线性机械特性，宽的调速范围，大的启动转矩，简单的控制电路等优点，长期以来一直广泛地应用在各种驱动装置和伺服系统中。
但是直流电动机的电刷和换向器却成为它发展的障碍。
机械电刷和换向器因强迫性接触，造成它结构复杂、可靠性差、变化的接触电阻、火花、噪声等一系列问题，影响了直流电动机的调整精度和性能。
无刷直流电动机彻底取消了机械换向器和电刷，而又具备传统直流电动机相同的线性机械特性，调速范围宽，起动力矩大，效率高等优点。
在上世纪30年代，就有人开始研制以电子管换相来代替电刷机械换相的无刷直流电机。
至1955年，美国人哈利森等人首次申请用晶闸管换向线路代替机械换相器的专利，标志着现在无刷直流电机的诞生。
1978年原联邦德国MANNESMANN公司的Indramat分部在汉诺威贸易展览会上正式推出其MAC永磁无刷直流电机及其驱动系统，标志着永磁无刷直流电机真正进入了实用阶段。
随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术特别是大功率开关器件的发展，无刷电动机得到了长足的发展[1]。
二十世纪80年代国际上对无刷电机开展了深入的研究，先后研制成方波和正弦波无刷直流电机，在10多年的时间里，无刷直流电机在国际上已得到较为充分的发展。
近年来，稀土永磁材料迅速发展，其矫顽力高、抗去磁能力强，且常规去磁曲线在大范围线性可逆等特点为永磁无刷直流电动机的设计开辟了广阔的前景。
同时现代电力电子器件工艺日臻成熟，出现了功率晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、功率场效应晶体管(MOSFET)，特别是绝缘栅双极晶体管(MOSFET)，MOS可控晶闸管(IGCT)的开发成功，使无刷直流电机功率驱动电路的可靠性和稳定性得到保障。
现在，永磁无刷直流电动机的概念己经由最初特指的具有电子换向的永磁直流电动机延拓至所有具备有刷直流电动机外部特性的电子换向式永磁电动机。
永磁无刷直流电动机的发展也使得传统的电机学科同当代许多新技术的发展密切相关。
随着大功率半导体器件、电力电子技术、微电子技术、数字信号处理技术、现代控制理论的发展以及高性能永磁材料的不断出现，如今的永磁无刷直流电机系统己经成为集特种电动机、功率驱动器、检测元件、控制软件与硬1浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）件于一体的典型的机电一体化产品，体现了当今工程科学领域的许多最新成果。
我国无刷直流电机的研制工作始于二十世纪70年代初期，主要集中在一些科研院所和高等院校。
限于我国元器件水平及相关理论与实践相结合的程度还比较低，尤其是制造工艺和加工设备距离国际水准差距较大，所以目前我国无刷电机综合水平仍低于国际水平，有待进一步的研究和开发[3]。
无刷直流电机己经广泛应用于工厂自动化、办公自动化、机器人、电动汽车、航空航天、家用电器、军工等领域。
因此对无刷直流电动机系统的深入研究是极其必要的，具有重大的应用价值。
2浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）2 概述2.1 DSP2812介绍世界上第一个单片DSP 芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811，1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。
这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。
1980 年，日本NEC 公司推出的μP D7720是第一个具有乘法器的商用DSP 芯片。
在这之后，最成功的DSP 芯片当数美国德州仪器公司（Texas Instruments，简称TI）的一系列产品。
TI 公司在1982年成功推出其第一代DSP 芯片TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等，之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32，第四代DSP芯片TMS320C40/C44，第五代DSP 芯片TMS320C5X/C54X，第二代DSP 芯片的改进型TMS320C2XX，集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X以及目前速度最快的第六代DSP芯片TMS320C62X/C67X等。
TI将常用的DSP芯片归纳为三大系列，即：TMS320C2000系列（包括TMS320C2X/C2XX）、TMS320C5000系列（包括TMS320C5X/C54X/C55X）、TMS320C6000系列（TMS320C62X/C67X）。
如今，TI公司的一系列DSP产品已经成为当今世界上最有影响的DSP芯片。
TI公司也成为世界上最大的DSP 芯片供应商，其DSP市场份额占全世界份额近50％。
第一个采用CMOS工艺生产浮点DSP芯片的是日本的Hitachi 公司，它于1982年推出了浮点DSP芯片。
1983 年日本Fujitsu 公司推出的MB8764，其指令周期为120ns，且具有双内部总线，从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。
而第一个高性能浮点DSP芯片应是AT&T 公司于1984 年推出的DSP32。
与其他公司相比，Motorola 公司在推出DSP 芯片方面相对较晚。
1986年，该公司推出了定点处理器MC56001。
1990年，推出了与IEEE 浮点格式兼容的浮点DSP 芯片MC96002。
美国模拟器件公司（Analog Devices，简称AD）在DSP芯片市场上也占有一定的份额，相继推出了一系列具有自己特点的DSP芯片，其定点DSP芯片有ADSP2101/2103/2105、ASDP2111/2115、ADSP2161/2162/2164及ADSP2171/2181，浮点DSP芯片有ADSP21000/21020、ADSP21060/21062等。
自1980年以来，DSP芯片得到了突飞猛进的发展，DSP芯片的应用越来越广泛。
从运算速度来看，MAC（一次乘法和一次加法）时间已经从20世纪80年代初的400ns （如TMS32010）降低到10ns以下（如TMS320C54X、TMS320C62X/67X等），处理能力提高了几十倍。
DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年的占模片区（die area）的40%左右下降到5%以下，片内RAM数量增加一个数量级以上。
从制造工艺来看，1980年采用4μm 的N沟道MOS（NMOS）工艺，而现在则普遍采用3浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）亚微米（Micron）CMOS工艺。
DSP芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增加，意味着结构灵活性的增加，如外部存储器的扩展和处理器间的通信等。
