電機作為各種電器和機械的動(dòng)力源，無(wú)論在工業(yè)應用還是個(gè)人項目上，幾乎每位工程師和電子愛(ài)好者都會(huì )接觸，可謂小電機大作用，今天我們就一起聊聊電機運動(dòng)控制算法。
一、DSP與TI
為什么提到電機控制很多人首先會(huì )聯(lián)想到DSP？而談到DSP控制總繞不過(guò)TI，首先DSP芯片是一種具有特殊結構的微處理器。該芯片的內部采用程序和數據分開(kāi)的哈佛結構，具有專(zhuān)門(mén)的硬件乘法器，提供特殊的指令，可以用來(lái)快速地實(shí)現各種數字信號處理算法�；贒SP芯片構成的控制系統事實(shí)上是一個(gè)單片系統，因此整個(gè)控制所需的各種功能都可由DSP芯片來(lái)實(shí)現。因此，可以減小目標系統的體積，減少外部元件的個(gè)數，增加系統的可靠性。優(yōu)點(diǎn)是穩定性好、精度高、處理速度快，目前在變頻器、伺服行業(yè)有大量使用。主流的DSP廠(chǎng)家有美國德州儀器（Texas Instruments，TI）、ADI、motorola、杰爾等其他廠(chǎng)商，其中TI的TMS320系列以數字控制和運動(dòng)控制為主，以?xún)r(jià)格低廉、簡(jiǎn)單易用、功能強大很受歡迎。
二、常見(jiàn)的電機控制算法及研究方法
1、電機控制按工作電源種類(lèi)劃分：可分為直流電機和交流電機。按結構和工作原理可劃分：可分為直流電動(dòng)機、異步電動(dòng)機、同步電動(dòng)機。不同的電機所采用的驅動(dòng)方式也是不相同的，這次主要介紹伺服電機，伺服主要靠脈沖來(lái)定位，伺服電機接收到1個(gè)脈沖，就會(huì )旋轉1個(gè)脈沖對應的角度，從而實(shí)現位移，因此，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉一個(gè)角度，都會(huì )發(fā)出對應數量的脈沖，同時(shí)又與伺服電機接受的脈沖形成了呼應，或者叫閉環(huán)，進(jìn)而很精確的控制電機的轉動(dòng)，從而實(shí)現精確的定位，可以達到0.001mm。伺服電機相比較普通電機優(yōu)勢在于控制精度、低頻扭矩，過(guò)載能力，響應速度等方面，所以被廣泛使用于機器人，數控機床，注塑，紡織等行業(yè)，如圖 1。
圖 1
2、傳統控制平臺只關(guān)注電機特性，新的運動(dòng)控制平臺由電機及加載系統、電機驅動(dòng)程序調試系統、數據采集和電源系統組成。從電機到驅動(dòng)構建出完整的硬件軟件實(shí)驗環(huán)境，提供全開(kāi)放式的軟硬件接口，具有豐富的可擴展性教學(xué)體驗，全面可靠的保護措施，可做電機識別，堵轉，電機效率測試，電機參數測定，電機T-N曲線(xiàn)測試，電機運動(dòng)控制及編碼器矢量轉矩，無(wú)感矢量速度分析等測試，系統如圖 2。
圖 2
三、PWM控制及測試結果
脈沖寬度調制是利用微處理器的數字輸出來(lái)對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中，脈沖寬度調制是一種模擬控制方式，其根據相應載荷的變化來(lái)調制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來(lái)實(shí)現晶體管或MOS管導通時(shí)間的改變，從而實(shí)現開(kāi)關(guān)穩壓電源輸出的改變，MES-100測試波形如圖 3圖 4。
圖 3
圖 4
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