1 引 言
　　具有梯形反電動(dòng)勢的永磁同步電動(dòng)機(jī)通常被稱為無刷直流電動(dòng)機(jī)，它具有體積小、重量輕、效率高、慣量小和響應(yīng)快等特點(diǎn)。無刷直流電動(dòng)機(jī)采用電子換向器替代了傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械換向裝置，從而克服了電刷和換向器所引起的噪聲、火花、電磁干擾、壽命短等一系列弊病。由于無刷直流電動(dòng)機(jī)既具備交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又具有直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率高、無勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，故其在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。
　　當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)的電動(dòng)執(zhí)行器多由模擬器件控制，精度差；保護(hù)措施使用繼電器和機(jī)械裝置，可靠性差；很多電動(dòng)執(zhí)行器只能接收模擬信號（4～20mA、 1～5 V），不能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；系統(tǒng)集成度低、維護(hù)困難。這就使得現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行器不便于調(diào)試和維護(hù)，也不能根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要進(jìn)行參數(shù)的現(xiàn)場調(diào)整，不便于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的分布式控制。
　　嵌入了微控制器的智能電動(dòng)執(zhí)行器是最新一代的產(chǎn)品。智能電動(dòng)執(zhí)行器性能優(yōu)越，占據(jù)了相當(dāng)?shù)氖袌龇蓊~。這類電動(dòng)執(zhí)行器具有可靠性高、使用方便、通信功能強(qiáng)、診斷保護(hù)功能完善、適應(yīng)性廣泛等優(yōu)點(diǎn)。可以說，智能化已經(jīng)成為電動(dòng)執(zhí)行器發(fā)展的趨勢。
　　TMS320F240是美國TI公司推出的高性能16位數(shù)字信號處理器（DSP），是專門為電機(jī)的數(shù)字化控制而設(shè)計(jì)的。這種DSP包括一個(gè)定點(diǎn)DSP 內(nèi)核及一系列微控制器外圍電路，將數(shù)字信號處理的運(yùn)算能力與面向電機(jī)的高效控制能力集于一體，可以實(shí)現(xiàn)用軟件取代模擬器件，方便地修改控制策略，修正控制參數(shù)，兼具故障檢測、自診斷和與上位機(jī)通信等功能。因此它強(qiáng)化了電動(dòng)執(zhí)行器的作用。
　　2 DSP的優(yōu)良特性
　　TMS320F240是一種廣泛適用于各種電機(jī)控制的數(shù)字信號處理器，它不僅具有一般DSP高速處理數(shù)字信號的能力，還將各種電機(jī)控制所需要的外圍電路集于一體，能夠大大提高系統(tǒng)的可靠性。
　　TMS320F240的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。
　　
　　
　　TMS320F240的執(zhí)行速度很快，內(nèi)部采用了哈佛結(jié)構(gòu)，流水線作業(yè)，在20MHz的時(shí)鐘頻率下，指令周期僅為50 ns，且多數(shù)指令都能在一個(gè)指令周期內(nèi)完成。
　　事件管理器（EV）是該系統(tǒng)DSP芯片特有的專門用于電機(jī)控制用的模塊，主要由下面幾部分構(gòu)成：
　?、偻ㄓ?a href='http://www.brongaenegriffin.com/tags/定時(shí)器/' target='_blank' class='arckwlink_none'>定時(shí)器TMS320F240一共有3個(gè)16bit的通用計(jì)數(shù)器（T1、T2、T3），除了用于產(chǎn)生周期信號外，還作為正交脈沖編碼單元（QEP）、捕獲單元、PWM模塊的時(shí)基信號。
　?、诒容^單元和PWM控制TMS320F240提供了多達(dá)9路比較／PWM輸出端。其中的6路PWM輸出由一個(gè)空間矢量模塊控制，并具有死區(qū)邏輯，不需程序過多的干預(yù)就能夠方便地產(chǎn)生用于三相全橋逆變器6個(gè)功率開關(guān)元件的PWM觸發(fā)信號，從而實(shí)現(xiàn)對三相交流感應(yīng)電機(jī)或無刷直流電機(jī)的控制。
　?、鄄东@單元（CAP）TMS320F240的捕獲單元可用于及時(shí)地捕捉無刷直流的電動(dòng)機(jī)磁極位置信號的上升／下降沿，并通過查詢相關(guān)計(jì)數(shù)器的值來確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
　?、苷?a href='http://www.brongaenegriffin.com/tags/編碼器/' target='_blank' class='arckwlink_none'>編碼器（QEP）TMS320F240的正交編碼器可以對與電機(jī)同軸的光電編碼器、磁編碼器所產(chǎn)生的正交編碼信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，繼而判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)速、位置、轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
　　此外，事件管理器還包括串行通信接口（SCI）、串行外設(shè)接口（SPI）。
　　TMS320F240內(nèi)部有16通道兩路轉(zhuǎn)換精度為10位的AD變換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為6．6μs。在電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成電流閉環(huán)時(shí)，反饋電流信號可以經(jīng)AD輸入CPU處理。除此之外，TMS320F240還提供28個(gè)I／O口用于控制系統(tǒng)所需的各種開關(guān)量。