一、DSP与德州仪器(TI)的紧密联系
在电机控制领域,DSP(数字信号处理器)技术常常被提及,而德州仪器(Texas Instruments,简称TI)作为DSP技术的领军企业,其产品在电机控制中扮演着不可替代的角色。DSP芯片以其独特的哈佛架构和高效的硬件乘法器,以及特有的指令集,能够快速执行各种数字信号处理算法。基于DSP芯片的控制系统,将多种控制功能集成于一体,有效减小了系统体积,减少了外部元件,并提升了系统的可靠性。DSP技术以其出色的稳定性、高精度和快速处理速度,在变频器、伺服电机等行业得到了广泛应用。在众多DSP厂商中,TI的TMS320系列因其性价比高、易于使用、功能强大而备受青睐。
二、电机控制算法与研究方法的演进
1、电机控制按照工作电源和工作原理的不同,可以分为直流电机和交流电机,以及直流电动机、异步电动机、同步电动机等。本次我们将重点介绍伺服电机,伺服电机通过脉冲定位,每个脉冲对应一个脉冲角度,从而实现精确位移。伺服电机能够发出脉冲,每旋转一个角度都会产生相应数量的脉冲,形成闭环控制,实现高精度定位,精度可达0.001mm。伺服电机在控制精度、低频扭矩、过载能力、响应速度等方面具有显著优势,广泛应用于机器人、数控机床、注塑、纺织等行业。
2、在电机控制平台的发展中,传统平台主要关注电机特性,而新的运动控制平台则由电机及加载系统、电机驱动程序调试系统、数据采集和电源系统等组成。这种平台从电机到驱动,构建了完整的硬件软件实验环境,提供了全开放式的软硬件接口,具有丰富的可扩展性,并提供了全面可靠的保护措施。它能够进行电机识别、堵转测试、电机效率测试、电机参数测定、电机T-N曲线测试、电机运动控制及编码器矢量转矩、无感矢量速度分析等多种测试。
三、PWM控制与测试成果
脉冲宽度调制(PWM)技术,作为一种利用微处理器数字输出来控制模拟电路的高效技术,在测量、通信、功率控制与变换等领域得到了广泛应用。PWM通过调节晶体管或MOS管的导通时间,实现开关稳压电源输出的改变。MES-100测试波形如图3、图4所示,展示了PWM控制的实际效果。