直流电机实验dsp

Ｓｈｅ；ｊｉ　Ｙａｈ．．ｕ　里　薹　

基于ＤＳＰ的无刷直流电机远程监控设计与实现　

毛勇　

（东城自来水公司，广东东莞５２３１１２）　

摘要：对无刷直流电机的组成和控制原理进行了阐述，并以实际案例为背景详细介绍了使用电机的主要配置参数及　片机ＡＴ８９Ｓ５２控制　

板的外围设备，同时设计并实现了对远程控制电机的软件系统，实现了对远程监视和操控电机的各种状态。　

关键词：ＤＳＰ；直流无刷电动机：远程监控　

１　前言　３系统设备的主要配置　

由于直流无刷电机采用电子开关电路和位置传感器代替传统　

电机中的电刷和换向器。具备结构简单、运行可靠、运行效率高以　

及调速性能好等诸多优点，且没有机械式换向装置所引起的换向　

火花、可靠性低等缺点。在当今各个领域，如计算机硬盘驱动器和　

软盘驱动器的主轴电动机、仪器仪表、数控机床、电动车辆等多方　

面的应用日益普及。　

为了实现对电机转速的及时、准确控制，有必要通过系统，利　

用计算机实现对电机的远程控制，实时监控电机运行状态显示、电　

机转速设定、实际转速显示及指令按键。为了让用户能方便地观察　

到电机的运行情况，比如观测电机是否出现超速、过流或者系统报　

警等情况，为系统设计了专用的监控界面，通过计算机远程显示电　机运行状态。本系统通过在计算机上制作一个控制界面，用于设置　

用户参数，控制电机的启动和停止，以及显示电机的旋转情况。本　

系统通过参数设置界面，允许用户设置电机的常用参数，如转速范　

围、当前转速等，通过设置这些参数，更好地体现出直流电机的优　

越性能。　

２无刷直流电机的组成和原理　

无刷直流电动机由电动机本体、转子位置传感器和电子开关　

线路等３部分和控制器组成。电动机本体由定子和转子组成。定子　

是电机本体的静止部分，它主要由导磁的定子铁心和导电的电枢　

绕组组成。定子铁心可以是凸极式或隐极式。铁心用硅钢片叠成。　

定子绕组一般为对称多相（３相、４相或５相）。当电动机接上电源　

后，电流流入绕组，产生磁势，该磁势与转子磁场相互作用而产生　

基于ＤＳＰ的永磁无刷直流电机控制系统设计庄凯廖勇　

中图分类号：ＴＭ３５１　ＴＭ３６　１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－６８４８（２００７）０２－００５５－０３　

基于ＤＳＰ的永磁无刷直流电机控制系统设计　

庄　凯，廖勇　

（重庆大学，重庆４０００４４）　

摘　要：比较了’目前永磁无刷直流电机的各种控制方式。在分析电机运行原理的基础上，设计　

出以ＴＭＳ３２ＯＬＦ２４Ｏ７Ａ为核心的全数字控制方案。系统采用电流、速度双闭环ＰＩ控制方式，实现　

了弱磁增速控制以及再生发电制动。经实验验证，方案可行，系统运行高效。　

关键词：永磁电机；无刷直流电机；数字信号处理器；弱磁控制；再生发电；制动　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　Ｍｏｔｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　

ＺＨＵＡＮＧ　Ｋａｉ，ＬＩＡＯ　Ｙｏｎｇ　

（ＣｈｏｎｇＱｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００４４，Ｃｈｉｎａ）　ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｖａｒｉｏｕｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅｓ　ｔｈａｔ　ａｒｅ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｏｎ　ＰＭＢＬＤＣＭ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ａ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ　ｗａｓ　ｐｕｒｐｏｓｅｄ　ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ＰＭＢＬＤＣＭ．Ｔｈｅ　

ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｗａｓ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｌｏｓｅｄ　ｌｏｏｐ　ＰＩ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅ：ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｌｏｓｅｄ　ｌｏｏｐ　ａｎｄ　

ｓｐｅｅｄ　ｃｌｏｓｅｄ　ｌｏｏｐ．Ｔｈｅ　ｆｌｕｘ—ｗｅａｋｅｎｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈａｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｍｏｔｏｒ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ　ｂｒａｋｉｎｇ　ｗａｓ　

第６卷第１期　

２０ｏ２年３月　电　机　与　控　制　学　报　

ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＭＡＣＨＩＮＥＳ　ＡＮＤ　ＣＯＮＴＲＯＬ　Ｖｏ１．６　Ｎｏ．１　Ｍａｒｃｈ．２００２　

基于ＤＳＰ的无刷直流电机无传感器控制系统设计　

刘丁　余志平，　杨延西　

｛西安理工大学，陕两西安７１００４８１　

摘要：针对以往无刷直流电动机反电势法无传感器控制系统存在的一些问题，设计了一种基于数　

字信号处理器（ＤＳＰ）的无刷直流电动机无传惑器控制系统，详细介绍了系统的控制方案。实验结果表　

明，系统的硬件和软件设计合理，具有豆好的调速性能。　关键词：ＤＳＰ；反电势法；无传感器控制；ＪＬ￣，Ｉ直流电动机　

中围分类号：１２：＇２＿７２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７－４４９Ｘ（２００２）０１—００２９—０５　

Ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　ｍｏｔｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＤＳＰ　

ＬＩＵ　Ｄｉｎｇ．　ＹＵ　Ｚｈｉ—ｐｉｎｇ．　ＹＡＮＧ　Ｙａｎ—ｘｉ　

（ｘｉ　ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ　ａｌｉ　７１０４８．Ｃｈｉｎａ１　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ　ａｔ　ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｆｏｒｍｅｒ　ＥＭＦ－ｍｅｔｈｏｄ　ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｆｏｒ　ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　ｍｏｔｏｒ，ａ　ｎｏｖｅｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　Ｏｉｌ　ＤＳＰ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　

ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ａｎｄ　ｇｏｏｄ　ｓｐｅｅｄ　ａｄＪｕｓｔｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏ￣ｓ：ＤＳＰ；ＥＭＦ－ｍｅｔｈｏｄ；ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ　ＤＣ　ｍｏｔｏｒ　

电机的DSP控制技术及其应用

摘要：电机控制包括速度控制、位置控制以及力矩控制等多项功能，通过DSP这一高性能数字信号处理芯片，可以有效地提升电机控制的效率。电力控制中的DSP芯片主要应用在磁场定向及无传感器控制中。因无传感器控制需要通过已知电压及电流对所在位置及速度进行计算处理，但是在磁场定向控制中，则是将所有变量以矢量的形式，可以转化到定子旋转磁场的坐标中，DSP在这一过程中实现高速运算处理，确保以上工作的实现。

关键词：电机控制系统；DSP；应用

1、DSP的工作原理及特点

DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片，其有着强大的数据处理能力和高运行速度。

2、电机DSP控制系统的优越性

2.1 DSP采用哈佛结构或者是改进的哈佛结构，使数据和程序相互独立的总线结构提高了计算能力。因此可以实现比较复杂的控制规律，如智能控制、优化控制等，将现代算法和控制理论的应用得以体现。

2.2简化了电机控制器的硬件设计难度，降低了整体的重量，缩小了体积，降低了能耗。

2.3 DSP芯片内部设计，在一定程度上为元器件的可靠性和稳定性提供了保证，从而会使整个系统的可靠性得到提高。

2.4通过DSP控制系统，使得软件的灵活性和硬件的统一性得到了有机的结合，DSP电机控制电路可以统一，如DSP控制三相逆变器驱动相应的感应电机、无刷直流电机、永磁同步电机或用改进后的逆变器驱动直流电机等，它们的硬件电路的结构大致相同，我们只需要针对不同的电机，编写和设计出不同的控制规律即可，进而使得系统的灵活性大大提高。