1）水泵變頻器硬件主控實現部分
　　系統的軟硬件控制如圖5，由DSP數字信號處理器作為主控CPU，可編程邏輯器件實現部分算法的計算和波形發生及各種信號的處理，AD采樣處理電流電壓反饋信號并傳到DSP，單元與主控板CPU的通信采用光纖串行高速通信方式，單元的狀態信息經可編程邏輯器件進行串行編碼后通過光纖發送到主控制器的接收板，主控制器接收板進行串行到并行解碼后傳輸到主控CPU；主控CPU根據單元狀態信息，調整系統的控制狀態；速度與位置傳感器的信號經傳感器板可編程邏輯器件進行串行編碼后經高速串行傳輸到主控器板的可編程邏輯器件，可編程邏輯器件對傳感器反饋的速度位置信號進行運算處理，測速方式采用變M/T測速，可以實現高精度的測速要求，可編程邏輯器件計算出速度和位置的有效值，并對傳感器檢測有無故障狀態，上報主控CPU,同時主控CPU可以根據測速的要求動態調整測速方式和時間；本系統中的電流檢測元件選擇了根據磁場補償原理制成的霍爾效應電流互感器，以滿足實時監測電流的要求，電機的三相電流和電壓信號經信號調理電路處理后，變成模擬電壓信號輸入到主控板的AD轉換芯片，該AD芯片可以在瞬時情況下對三相的電壓電流信號進行采樣保持并轉換，這樣能保證真實的再現電機瞬態三相電壓電流的波形，AD轉換芯片采樣完成后上傳三相的數據；主控制CPU與上位系統采用的是RS232通訊模式，實時的接收上位機給定的各項參數設定值，并上報整個系統的運行狀態和各項數據；系統的外部I/O輸入輸出經隔離傳輸到主控CPU的I/O口，主控CPU根據控制要求作出相應的執行控制；AT25128是串行EEPROM與主控CPU通信采用SPI方式，EEPROM主要起著保存上位系統各項設定參數值和存儲系統的一些運行狀態信息；主控CPU采用的是DSP它是TI公司C2000系列的TMS320LF2407A，DSP是一種高速的微處理器，其最大特點是運算速度快，比目前16/32位微處理器和單片機的運算速度至少快一個數量級，DSP這種高運算處理能力能夠滿足電流環實時控制的高要求，可以同時對電機的轉子位置和速度進行辨識以實現無速度傳感器矢量控制要求，并且可以采用先進的現代控制策略，獲得更高的控制性能，更完善的功能；整個硬件的原理框圖如圖6所示。
　　圖6主控制器結構圖
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　　2）可編程邏輯器件的實現原理
　　單元模塊與主控制器的通訊采用光纖串行高速通訊模式，其通訊速率為4MHz這樣可以滿足實時控制要求，每個模塊與主控制板通訊采用雙工模式，可編程邏輯器件發出的PWM波形信號經編碼后并串轉換，通過光纖驅動發送到單元模塊，同時可編程邏輯器件接收單元的串行編碼進行串并轉換，把單元的狀態信息和故障信號以中斷方式上傳給主控DSP,具體如圖7。
　　圖7單元通信處理模塊
　　傳感器信號的測速，對串行輸入的編碼進行解碼輸出電機轉子的位置信號數據，根據傳感器的轉速脈沖信號進行測速，測速方式采用變M/T測速，根據測速的M值與T值進行數據運算得出轉子的轉速，由于采用了可編程邏輯器件硬件邏輯測速方式，使得測速范圍很寬和精度很高，能夠滿足系統精度要求。
　　PWM信號生成，根據DSP運算輸出的的數據可編程邏輯器件用高速時鐘生成數據，并進行單元串聯的PWM波形移相，輸出到光纖發送模塊。
　　由于系統采用全數字化控制方式，所有的控制策略全由軟件編程來實現,因而，軟件的設計決定著整個系統的性能�？刂撇呗圆捎棉D速、電流雙閉環系統，其中轉速環采用PI調節、電流環采用PI調節，算法由DSP數字信號處理器軟件編程實現。速度環的輸入是速度反饋和速度給定的差值，輸出作為電流環的給定。電流環的輸出來控制PWM波形生成器，所生成的PWM波形控制逆變器中功率開關器件的通斷，以實現對電機的調速。整個軟件處理系統采用前后臺處理模式,程序的中斷服務采用嵌套處理的形式，以保證整個系統實時信號的處理,中斷源有4種，包括系統保護中斷,片內電流環定時處理中斷,速度環定時處理中斷,外部通訊中斷；
　　軟件系統上電進行初始化，關中斷清各種標志位，配置DSP的各個外設模塊和I/O口，讀取EEPROM中的參數信息，計算電機的位置信號和電角度，延時檢測高壓上電否？進入系統主循環；
　　系統保護中斷，檢測單元模塊的故障狀態和系統的保護中斷，在出現過流、過壓、PLC等故障時，系統關斷IGBT的輸出并停機上報系統的故障信息；
　　系統主流程，系統上電后，對系統的RAM空間和各項外設模塊進行參數設定，對RAM清零，接著對外部I/O和PLC進行復位初始化，從EEPROM中讀取初始電機的轉子定位信息，檢測高壓是否就緒如就緒開放各種中斷進入主循環，否則一直檢測高壓就緒狀態信息直到高壓就緒。主流程如圖8。