电机的DSP控制简介

2026-05-27 03:21:07

　　DSP一方面是DigitalSignal Processing的缩写，意思是数字信号处理，就是指数字信号理论研究。DSP另一方面是Digital Signal Processor，意思是数字信号处理器，就是用来完成数字信号处理的器件。我们常说的DSP指的是数字信号处理器。

　　TMS320F28335型数字信号处理器TI公司的一款TMS320C28X系列浮点DSP控制器。与以往的定点DSP相比，该器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，A/D转换更精确快速等。

　　我觉得DSP对环境要求比较高，不小心很容易造成DSP芯片的损坏，所以实验时要不断去触摸DSP的温度，以防过高。

　　CCS是Code Composer Studio的缩写，即代码设计工作室，是TI公司推出的集成可视化DSP软件开发环境。CCS内部集成了各种软件工具。通过软件，可以写各种控制方法，然后进行编译，烧录到DSP的存储空间中，通过DSP进行控制。我觉得最大的困难在于运用C语言及CCS中各种硬件所对应的程序，这些都必须熟练掌握，才能更快，更精准的达到实验目的，否则，对于科研是个很大的阻碍。

　　通过这几个月的学习，对DSP的各个模块有了大致了解重点模块进行了重点学习，比如：系统时钟与中断模块、通用输入输出GPIO模块、EPWM模块、ECAP模块等等，这些模块对于以后的控制电机过程中起到至关重要的作用。系统时钟与中断模块作为各个模块的基础，时钟电路是微处理器电路重要组成部分，是其运行的基准。而中断可以快速响应处理外事件，多道程序并行执行。通用输入输出GPIO模块可以任意配置为各个模块的输入输出的引脚。增强型脉宽调制（EPWM）模块作为F2833X的重要外设，使用非常广泛，如数字式电机控制系统，开关电源等。增强型捕获（eCAP）模块常用于需要对外部事件进行精确计时的场合，例如旋转机械的速度测量、位置传感器脉冲之间的时间差测量、脉冲序列信号的周期和占空比测量等，这些都是非常常用的模块，需要深刻理解练习应用。还有一些其他的模块也很重要，下学期继续对其他模块进行深入的学习。

　　方法一：利用DSP的PWM模块进行脉宽调制，调节占空比，通过L298N驱动模块，控制直流电机的转速。

　　方法二：通过DSP的定时器对L298N的使能端口不断发出翻转电平，也能达到对直流电机转速的控制。下图为L298N模块：

　　步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件。步进电动机的输入量是脉冲序列，输出量则为相应的增量位移或步进运动。正常运动情况下，它每转一周具有固定的步数；做连续步进运动时，其旋转转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。

　　对实验室里的一个步进电机参数标识已经没有了，并进行了资料查找和研究，发现它是一个两相四线的步进电机，并进行了各相序及参数的资料查找。

　　其简单的控制原理就是：利用DSP，通过L298N驱动，对四个端口依次给高电平即可。步进电机有单四拍、双四拍、八拍的方式。

　　直流无刷永磁电动机主要由电动机本体、霍尔位置传感器和电子开关线路三部分组成。其定子绕组一般制成三相，转子由永久磁钢按极对数2p=2组成。

　　三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联结，A、B、C相绕组分别与功率开关管V1、V2、V3、V4、V5、V6相接。霍尔位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相联结。

　　其控制原理时：当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，传达给DSP，再由DSP去控制电子开关线路，从而使定子各项绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。

　　期间需要对霍尔传感器进行深入了解，对硬件全桥电路进行深入学习，最重要的还是总体的构思，中间由于DSP语言的不精通，遇到了很大的困难，控制过程中一直达不到实验目的，最后经过师兄指导才得以成功。