基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统设计(3)
近年来，大型露天矿山中的装运设备的生产力逐年提高，主要体现在大型电气设备－挖掘机上。挖掘机上的电气设备主要由提升、推压、行走和回转等部分组成，控制系统采用技术十分成熟的直流驱动系统。然而，由于直流调速系统文修费用较高，且直流牵引电机在功率、速度和空间尺寸方面受到限制，基本上没有更大的潜力可挖。随着交流变频调速技术的日趋成熟，基于矢量控制技术和直接转矩控制技术的调速系统以其宽广的调速范围，较高的稳态转速精度、快速的动态响应、四象限运行的性能位居交流传动技术之首，其调速性能已经可以和直流调速系统相媲美。因此，将交流调速系统引入到挖掘机行业上，使其采用笼型感应电动机成为可能，从而使电控系统具有了速度更高、功率更大、可靠性更强、效率更高和文护费用更低的优点。
冶金转炉倾动控制最初多采用直流电机。但由于直流电机文护工作量较大,而转炉倾动电机又工作在高温、金属粉尘大的环境中,更增加了系统文护的工作量。随着交流变频控制技术日臻成熟，交流电机控制系统的动、静态性能得到很好的改善,使其在转炉倾动控制系统中取代直流电机，得到普遍的应用。
电梯是一种典型的机电一体化产品。其控制可分为拖动系统的调速控制与选层系统的逻辑控制两大方面。调速控制是指对电梯从起动到平层整个过程中速度的变化规律进行控制,从而减轻人在乘坐电梯时由于起、制动过程中加、减速产生的不舒适感(上浮、下沉感)，并保证平层停车准确可靠。与选层系统的逻辑控制相比，调速控制更为复杂。基于DTC系统不论是在低速、大转矩，还是在超高速条件下均具有优异的速度跟踪性能,为电梯控制系统的实现奠定了一定基础.
1.3 DSP的发展及应用
DSP（Digital Signal Processor）是数字信号处理器的缩写，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速的实现数字信号处理算法。自从20世纪70年代末80年代初DSP芯片诞生以来，DSP芯片得到了飞速的发展。
DSP芯片的高速发展，一方面得益于集成电路技术的发展，另一方面也得益于巨大的市场。目前DSP早已不局限于数字信号处理领域，而是广泛应用于信号处理、通信、语音、图形图像、军事、仪器仪表、自动控制、医疗和家用电器等许多领域。近几年来，DSP芯片的价格越来越低，性能价格比日益提高，毫无疑问DSP芯片将会在更多的领域内得到更广泛的应用。
长期以来，作为控制器用于控制系统中最多的单片机。但单片机的处理速度较慢，不适于实现复杂的控制算法，不适合要求高性能的控制系统。而DSP由于采用特殊的硬件结构，处理速度更快，可以实现复杂先进的控制算法。特别的，几大DSP供应商都推出了专门用于驱动控制的产品。
这些DSP控制器都包含PWM输出，模/数转换，可编程死区控制单元等，特别适合于电机控制，已被广泛应用各种异步电机控制系统。
1.4 本课题研究的内容
本课题要求学生在了解交流电动机直接转矩控制理论的基础上，对NMCL-13B电机研究型变频调速系统实验平台进行开发研究。主要完成以下工作：
(1)在分析异步电动机数学模型、逆变器数学模型的基础上，深入研究异步电动机直接转矩控制系统的基本原理和结构。
(2)熟悉TMS32OF812－DSP芯片的结构、工作原理；
(3)在分析磁链模型和转矩模型的基础上，设计了磁链调节器和转矩调节器。
(4)以DSP控制器为核心的系统硬件电路（部分电路）设计；