当前无刷直流电机调速系统主要有两个方面的研究。一个是在硬件方面对电机控制器的选择和使用的研究。另一个则是软件方面对控制算法的研究[1]。
通过单片机对电机系统进行控制广泛使用开始于二十世纪七十年代。系统的控制算法一类的功能都是通过单片机完成的,在一个完整电机控制系统中,单片机系统扮演着最重要的部分,也可以理解为支柱部分,虽然使用单片机提高了效率但同时也存在着一些问题。例如,由于早期单片机本身并不具备保存的功能所以需要连接外部的扩展存储器对所编写的程序进行保存;还有如果为了模拟信号的输入,需要将(A/D)转换器外接于电路中,但是通过这种方法会大大降低系统运行的稳定性,可能会出现比较大的误差。此外,由于单片机本身的元器件的局限性会导致在使用过程中需要很多的外设,但是这样会提高设计的成本。除此之外,由于单片机出现的时间比较久远,所以在对于现在的复杂电路的处理上速度会比较缓慢,这就限制了单片机没法应用于控制算法复杂且精度要求高的系统。另外,一般大部分单片机都不能直接发出PWM脉冲,要想具备此PWM控制功能,就要试图通过软件编程将其加入在单片机中。如果程序及硬件本身并不需要很高的要求,而是一些简单的处理。那么单片机在处理这方面上还是可满足要求的[2]。84851
随着单片机控制系统的发展,人们对电机控制逐渐形成了一些固定的模式,因此人们发明了专门用来实现电机控制的专用芯片,虽然在使用的灵活性上有一定的缺点,比如无法随意编程,但是其优点也不可忽视,比如可以通过硬件方式来检测诸如转子位置信号之类的电机传感器信号。这些专用芯片以价格便宜和运行速度快著称。但由于其无法随意编程,故只能完成一些要求较低的控制,而对于一些控制要求较高的系统,此类芯片就无法满足要求。论文网
虽然说有不同的芯片可以满足所有的条件,但是为了在市场竞争中获得较大优势,众多企业将上述两类系统的优势融合在了一起,这样既能够被用于普通的需要,又能满足一些性能要求较高的系统。德州仪器公司的TMS320x28xx系列DSP是专门面向电机控制的一款控制器,具有每秒百万条指令的高速的执行能力,字长为三十二位;对于那些算法复杂且要求很高精度的设计程序,这一类控制器就显得非常有优势,可以基本无延迟、实时的进行操作,可以更加动态的进行操作,提高了用户体验[3]。随着技术的发展,芯片变得越来越集成化,使得DSP的成本也在随之下降,由于其在控制上的优势和在价格上的不断走低,可预料,这种控制技术在以后的生活中将会被大范围的使用[4]。