智能传输系统驱动控制技术分析+Matlab仿真(4)
(2)感应电机控制系统感应电机定子一般为多对称多相绕组，转子可以是绕线式，也可以式鼠笼式绕组。由于转子结构的不同而有不同的控制策略。如绕线式感应电机可以实现转子串电阻调速、串级调速等，而鼠笼式感应电机可以实现电子变频、变极调速等。现代交流感电机控制系统主要有以下几种：矢量交换控制系统、转差频率控制系统、直接转矩控制系统、空间矢量调制控制系统、智能控制系统等。
(3)同步电机控制系统永磁交流电机的驱动电源波形分为方波和正弦波。前者称为直流无刷永磁电机，而后者称为永磁同步电机。永磁无刷直流电机的特点是磁极位置检测与无换向器电机一样比较简单，通常为磁敏式霍尔传感器，驱动控制易于实现，主要用于恒速驱动、调速驱动和精度要求不很高的位置伺服系统。而正弦波驱动永磁同步电机的控制系统，电机转子采用永磁材料，电子绕组于普通同步电机一样为对称多相正弦分布绕组。主要用于恒速、调速驱动以及精度要求较高的位置伺服系统。目前研究的重点主要是削弱齿谐波、转矩脉动和消除位置传感器技术。
(4)变磁阻电机控制系统变磁阻电机主要有同步磁阻电机、反应式步进电机和开关磁阻电机等。步进电机是一种电磁式增量运动执行元件，它将输入的电脉冲信号转换成机械角位移或线位移信号，因此步进电机又称脉冲电动机或数字电动机，主要用作数字控制装置的执行元件，电机旋转角度只与输入脉冲数成正比，因此电机转速与输入脉冲频率成比例。步进电机的控制可不用反馈控制，一般采用开环控制，使控制系统简单并具有很高的精度。可以改变绕组的励磁顺序实现步进电机的正反转控制。开关磁阻电机直到20世纪60年代大功率晶闸管得到广泛应用后才得以深入研究。它同样具有宽范围的调速性能，性能要优于同
类异步电机驱动系统。
1.1.3电机DSP控制的一般问题
在电机控制系统中，根据控制电路的器件构成可分为模拟电路、模拟数字混合电路和全数字电路。未来电机控制系统的发展将会主要以数字控制为主导。在电机的DSP控制中主要有以下几个方面的问题：
(1)控制系统结构 电动机作为主要动力执行元件之一，在实际工作中承担的主要任务是拖动机械负载实现位置伺服、速度调节、转矩或力的控制。从机械运动的角度来看，电机的转矩或力是最基本的控制量。对于一般的闭环(位置环、速度环和电流环)电机控制系统，可以看成是机械运动正向控制，信号检测、传感，机电耦合关系与电气控制这几个部分。机械运动控制根据外部给定的位置信号与转子位置传感器检测的位置信号相比较，获得位置误差信号。信号检测、传感主要指转子位置检测，电流与电压检测等。例如用霍尔传感器或光电编码器检测转子位置，获取转子实际位置角信号。电机内部的机电耦合关系是通过磁场作为媒体。首先要解决的问题是如何利用检测到的电机转子位置、电流和电压信号观测电机内部磁场的变化。其次是如何反映电机产生的电磁转矩大小，以便有效地控制电机的电磁转矩。电机控制离不开电源，包括强电部分的供电电源和弱电部分的驱动电源。驱动电机主要靠供给逆变器的动力电，逆变器由滞环比较器输出的控制信号按一定规律触发导通，将动力电加到电机绕组上控制电机拖动负载运行。
(2)DSP控制的硬件基础 以DSP为基础构建电机控制系统，其硬件资源包括：信号检测与转换、系统接口、PWM控制器等。控制系统中信号检测是必不可少的，尤其是在闭环控制系统中，状态信息的检测更加重要。检测信号分为电量和非电量两类。电量信号有电流、电压和电功率等。非电量信号包括位置、速度、力或转矩、温度等。它们的检测过程通常根据物理学原理利用传感器将非电量信号转换成电信号再来检测。系统接口部分配置包括时钟信号、上电复位电路、存储器扩展接口、控制信号输入输出接口等。电机的控制离不开驱动系统，例如直流电机控制系统的可逆PWM系统，无刷直流电机的三相全控桥系统等。系统桥路中的功率管是采用脉宽控制方式。由DSP输出脉宽波来决定功率管的导通时间、方式与顺序，从而实现对电机的控制。
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