图2-19为基于DSP的数字化电机控制开发与试验平台。该平台的各项功能均针对电机控制及电力电子变流器控制的特点而设计，不仅具有强大图形化功能，而且能够在线观察和修改所有DSP中的控制变量（包括中间变量），具有极高的透明度和灵活性，为高性能控制系统的理论研究和系统设计提供了极大方便。该系统软硬件可适用于异步电机、同步电机、直流电机等多种电机控制系统的研究，也可以用于功率因数校正（PFC）、PWM整流和变流技术的研究。由于该系统的软硬件均为模块化的集成方式，预留接口和软件资源丰富，因此使用非常灵活，可以在最短的时间内完成不同控制策略和不同控制对象的设计过程。该系统还附有丰富的电机控制系统软件包。该系统的软硬件配置如下：

图2-19 开发平台系统组成

1.硬件

1）功率变流器（三相整流滤波、IPM（智能功率模块）隔离驱动、开关电源、电流及电压检测）。

2）DSP控制板、端子控制板。

3）PC、RS232总线。

4）DSP的JTAG仿真器。

5）电机、光电编码盘、转矩传感器、负载系统。

2.软件

1）开发平台程序（PC程序、DSP汇编语言程序）。

2）DSP汇编程序，包括函数库（正余弦函数、正切函数、坐标变换、空间电压矢量、电机控制例程；控制板初始化程序、DSP控制板输入输出宏指令等）。

3）DSP仿真器调试程序、DSP汇编连接程序。

3.逻辑框图及功能

图2-20为主控电路部分的DSP控制板逻辑框图，主控电路配有丰富的资源用于系统开发。此外，还设有多种保护功能：硬件输出过电流保护、IPM故障保护、输入断相保护、主电路过热保护。

电机控制程序的一般结构是定时中断、均匀采样。该开发系统通过在计算周期中把需要观察的变量值以一定的存储格式存放在缓冲区中，然后在串行中断时发送给上位机进行处理和显示。DSP汇编语言开发平台程序的功能是和上位机配合实现的，主要有以下功能：

（1）四种工作模式动态显示变量波形 PC示波器可同时显示四通道波形，汇编程序中涉及的变量、传感器采样的数据都能够在四通道中动态显示。在示波器运行时可以随时选择输出的变量。显示模式有四种可以选择：(www.daowen.com)

●连续触发X-T模式：连续触发即示波器程序接受一组数据，显示一组数据的波形，循环往复地显示接收到的数据。X-T模式即以时间为横轴，以四个变量的值为四条曲线的纵轴显示。连续触发X-T模式可以用来观察周期性曲线或变量的稳态值。

图2-20 DSP控制板逻辑框图

●连续触发X-Y模式：在连续触发模式下，以第一通道变量值为X轴，以第二通道变量值为Y轴，显示两变量之间的关系，连续触发X-Y模式下可以观察电机中各种空间矢量的轨迹，也可以观察李沙育图形。

●单次触发X-T模式：单次触发即示波器一次接收较多的数据并显示出来。单次触发可以设定触发时刻，因此可以方便地捕捉到各种过渡过程，当触发时刻设为零，可观察起动过渡过程。

●单次触发X-Y模式：即X-Y模式的单次触发方式。

（2）定标数据的数值还原显示 对于定点运算的DSP，为了表示较大范围的变量，需要对变量进行定标处理。串行口传输过来的数据是定标之后的值，先除以定标值即可将数据还原显示出来。

（3）DSP控制板内存变量的在线修改 通过DSP控制板内存变量的在线修改，可以实现电机控制调节器参数的调整、电机控制的各种给定量的在线设定、电机的运动控制等，以方便程序调试和实验研究的进行。

（4）屏幕数据读取 不仅能看到变量的波形，而且还能方便地读取需要点的实际数值。

（5）波形的统计功能 求取波形的平均值。这项功能为电流、电压传感器的定标提供了方便。

（6）保存及打开数据文件 可以把曲线保存为名为*.dat的文本文件，在专用绘制曲线的软件上可打开此文件，进行数据处理和分析，或者打印成图形。若在单次触发模式下，要等整条曲线绘制完成后方可保存，保存的是显示在屏幕上的静态曲线。而在连续触发模式下，可随时保存曲线，保存的是将要绘制到屏幕上的曲线。

图2-21为开发平台的PC的调试界面，该图为变压变频（VVVF）控制策略下的交流电机起动过程的应用实例，其中，图a自上至下分别为转速、频率、电压、电流曲线；图b为电流矢量轨迹，由于死区时间和管压降的影响，电流矢量轨迹有畸变。

图2-21 异步电机VVVF控制实验波形

a）转速、频率、电压电流曲线（自上至下） b）X-Y方式观察电流矢量轨迹