该系列单片机内部包括了 8 位的 CPU,4K/8K 的程序存储器,128B/256B 的数据存储器,串行、并行接口,2~3 个 16 位的定时器/计数器,5~7 个中断源, 40 个引脚。虽然这款类型的单片机在功能方面已经十分的完善,但是其较慢的 运算速度跟不上控制系统的速度要求,较低的运算精度达不到控制系统精确控制 的要求,电气传动系统的发展依旧受到了限制。

在 80 年代初期,数字信号处理器(DSP)产生又为电气传动控制系统的发 展提供了足够的技术支持。

数字信号处理器(DSP)是微处理器中一种专门注重于数字信号处理数度与 精度方面而专门开发出来的可编程的数字信号处理器,高效实时的数据处理是其 重要的应用场合。在其结构特点方面,采用了改进的哈弗结构,这一举措不仅是 将芯片内的程序存储空间与数据存储空间区分隔开,在这两个空间之间也有了进 行数据传输的能力,为接收的信号的处理效率上做出了进一步的提高。总线结构 也被应用到了大部分 DSP 芯片内部,如此,在一个机器周期的运行操作时间内, 程序与数据存储空间的访问次数就能够得到提升,从另一方面提高了 DSP 的运 行、处理问题的速度,总线的数量也决定着 DSP 能够完成功能的复杂程度。DSP 还拥有多处理单元、指令周期短、功耗低、丰富的外设、成本低等有点。数字信 号处理器与单片机相比较之下的优点:

更高的运算处理速度与精度,可用于实时数据处理。 芯片内部拥有多个处理单元,并能工作于同一个指令周期。 拥有特殊的数据处理指令,满足不同的数学算法。 丰富的接口功能。

两者相比,DSP 是专做数字信号处理的芯片,运行速度快,运算精度高, 甚至具备了专门实现各种计算的硬件模块和操作指令,因此,在电气传动控制系 统中,DSP 的各相性能远远超越了普通单片机,DSP 更加适合与这一控制系统。

DSP 的发展可谓是日新月异,它是未来构成数字化世界不可或缺的源泉。

1。2。3 脉宽调制控制技术的发展

脉宽调制(PWM)控制技术于 1964 年被德国的 A。shonung 由通信中的调制 技术应用到交流传动中而产生,直到入今依旧占据着变频技术的核心位置,也是 电力电子技术当中逆变过程最主要的控制方式。PWM 控制技术的主要目的就是 为了能够抑制实际控制过程中产生的高次谐波,而高次谐波是电动机控制过程中 必须重视的干扰因素,因此十分实用于各类电动机的控制系统中,使电动机调速 控制达到高性能的标准。文献综述

脉冲宽度调制(PWM)技术,晶体管(常用 MOS、IGBT 等全控型器件)工作在 开关状态,晶体管的导通与关断控制着电源电压施加到功率消耗器件上的时间长 短,换句话说就是改变单个周期内功率消耗器件实际施加电压的时间,即调节占 空比的大小,就可以调节电机电压,从而进行调速。

随着电力电子技术与微电子技术的飞速发展,PWM 变频技术也获得了巨大 的发展,目前主要有三种形式。

基于正弦波脉宽调制(SPWM)控制,目标为输出电压接近正弦波,是一种 调制波与载波的交点控制逆变器开关器件的导通关断,获得脉冲信号,该脉冲信 号以相同幅值、在一定周期内按正弦规律变化。如果改变调制波的幅值大小和频 率大小,输出的电压 PWM 波的幅值与频率也会随之改变。调制波的满足条件为 所要输出的电压波相同的正弦波在频率要求上相同,载波的条件为远高于期望波 频率的三角波。

电流跟踪脉宽调制(CFPWM)控制,这一控制技术通常采用电流闭环控制, 是为了改善 SPWM 控制技术中没有考虑到的电流波形的输出状况,使实际控制 中的电流快速跟随给定值,在稳态时,能够让实际的电流尽可能的接近正弦波形, 让控制系统获得更好的性能。在电动机调速时,只需要调节给定信号的频率这唯 一参数就能够改变电动机的转速。

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