伺服控制系统所需处理器性能要求

伺服控制系统中使用的处理器，除了进行运算处理的CPU外，还要构成控制系统不可缺少的外围电路，外围功能的电路必须配置ROM、RAM、定时器、计数器、A-D转换器、I/O接口、通信接口以及中断控制器等，最重要的外围功能是有能够产生各种PWM输出波形的定时功能，有根据编码器的两相脉冲信号测量转子的转速和位置的计数功能。

作为实例，如图5-16所示，用PWM逆变器对交流永磁同步电动机进行矢量控制时，需要采用高性能微处理器。控制这种逆变器的微处理器的能力决定了电动机控制系统的性能。微处理器把速度传感器测出的脉冲信号转换成数字量的转速信号，把电流传感器送来的模拟信号在极短的时间内转换为数字量的电流信号，根据外部的指令进行转速和电流的反馈控制。其结果是把计算出的三相交流电压变换为对应的PWM信号，并把PWM信号输出给逆变器。

在决定CPU运算处理能力的关键要素中，指令的执行时间是最重要的。具有精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC）模式的指令体系，对于基本指令大多可以一条指令一个周期执行完成。如果主频再提高，那么CPU的性能就会有飞速的提高。此外，CPU的乘法功能也是非常重要的。

外围电路功能的完备对于单片微处理器是重要的要素。一般情况是，内置存储器（ROM、RAM）的存取速度比外部存储器（ROM、RAM）的存取速度要快，所以与控制算法相关的程序，应该尽可能地存放在内置存储器中，另外，也必须保证足够大的存储容量。应该重视A-D转换器的性能，如果希望控制周期缩短，则A-D转换器转换时间的长短不容忽视。设置防止上下桥臂短路的死区时间，要由PWM信号输出功能自动地插入延时时间。(www.xing528.com)

目前，能够全部完成图5-16处理功能的单片微处理器不占少数，选择一款最合适的微处理器显得尤为重要。

图5-16 采用微处理器的电动机控制系统的基本结构