Matlab是一個強大的分析、計算和可視化工具，特別適用于控制系統的分析和模擬，但由于其依賴的平臺是計算機及其 CPU，因而由于 CPU系統功耗的原因，使得 MATLAB程序的執行速度相對于高速信號的輸入/輸出顯得很慢，遠不能滿足實時信號處理的要求，而 DSP就其軟件的編程能力而言，與單片機及計算機的 CPU的編程設計方法有類似之處，但 DSP比單片機的運算速度快得多，又比 CPU 的功耗及設計復雜度低得多，但是其分析和可視化能力遠不及 Matlab，開發過程比較復雜。不過，目前有一種新的技術，可以將 DSP和 Matlab兩者密切結合起來，充分利用兩者的特長，有力的促進控制系統的實現。

 

　　伺服驅動裝置是印刷機無軸傳動[3]控制系統中重要的組成部分，國內大部分產品是采用帶速度傳感器的專用變頻器調速，控制精度不高 [4]，而國外的產品價格又非常昂貴，由此，本文自行開發了一套基于 PI調節器的無速度傳感器矢量控制系統，并且在自行搭建的實驗平臺進行了調速實驗，在實驗過程中，運用了 Matlab與 DSP混合編程的調試方法，實驗結果表明，采用 Matlab調試及直接目標代碼生成的方法能避免傳統計算機模擬的復雜編程過程，減少了工作量，有助于提高系統的綜合效率 , 且能夠保持系統良好的動靜態調速控制性能，很好地滿足了印刷機無軸傳動控制系統的要求。

 

　　2.無速度傳感器矢量控制系統介紹

 

　　由于采用高性能的矢量控制方法且缺省了速度傳感器，那么如何準確的獲取轉速信息，且保持伺服系統較高的控制精度，滿足實時控制的要求，也就成為本課題研究的重要方向。在這里我們采用 PI自適應控制方法 ，利用在同步軸系中 q軸電流的誤差信號實現對電機速度的估算 ，整體結構如圖 1所示。角速度給定值 ω*與推算角速度反饋值 ω的誤差送入速度調節器，速度調節器的輸出即為電磁轉矩的給定值 Te*，由 iq1 = LrTe/PmLmФd2可以計算出電流的 q軸分量給定值 iq1*，當 q軸電流沒達到設定值時，可由 Rs產生的 q軸電壓和 ω1σLs產生的 d軸電壓來調節。因此，iq1*與定子電流 q軸分量的實際值 iq1的誤差信號送入 PI調節器調節器的輸出 uq1’為定子電流 q軸分量誤差引起定子電壓 q軸分量的調節量。

 

　　其中速度推算模塊以不含有真實轉速的轉子磁鏈方程以及坐標變換方程作為參考模型，以含有待辨識轉速的 PI自適應律為可調模型，以定子電流轉矩分量作為比較輸出量，采用比例積分自適應律進行速度估計，經過 PI調節后，輸出量就是待求的電機轉速。這種方法計算量小，結構簡單，容易實現。

 

　　3.  Matlab與 DSP混合編程的調試方法

　　在傳統的開發過程中，總是先用 MATLAB進行仿真。當仿真結果滿意時再把算法修改成 C/C++語言，再在硬件的 DSP目標板上實現。發現偏差，需要再用 Matlab對算法進行修正，再在 DSP上編寫修正的算法程序。如此過程反復進行，在 DSP的開發工具、 Matlab工作空間之間來回多次切換，非常不便，當系統比較復雜時，還需要分步驗證各個中間結果和最終結果。如果能夠把 Matlab和 DSP集成開發環境 CCS及目標 DSP連接起來，利用 Matlab的分析能力來調試 DSP代碼，那么操作 TI DSP的存儲器或者寄存器就可以像操作 Matlab變量一樣簡單。工具包 Matlab Link for CCS Development Tools的使用，可以使上述問題迎刃而解，利用此工具箱，在 Matlab環境下，就可以完成對 CCS的操作，即整個目標 DSP對于 Matlab像透明的一樣，所有操作只利用 Matlab命令和對象來實現，簡單、方便、快捷。以下用調試上述無速度傳感器矢量控制系統的例子來說明 Matlab-DSP集成開發環境在控制系統中的應用。在 Matlab命令窗口中輸入 Simulink，打開 Simulink模塊窗，建立異步電動機矢量控制變頻調速系統的模型，如圖 2所示，結構簡單明了，全部實現模塊化，容易擴展，可以根據實際需要，改變每一模塊的參數。