基于SOPC的直線電機控制器設(shè)計.pdf

1、直線電機由于在電能轉(zhuǎn)換為機械能的過程中不需要任何的中間轉(zhuǎn)換裝置,所以在當(dāng)前各種直線驅(qū)動領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛。它具有速度范圍寬、加速度高和響應(yīng)速度快的優(yōu)點。
　　本文從國內(nèi)外直線電機的研究發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā),分析了當(dāng)前在直線電機控制領(lǐng)域里的成就和不足,對傳統(tǒng)控制技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和智能控制技術(shù)進(jìn)行了發(fā)展式的概述,采用基于 SOPC的新型設(shè)計平臺對永磁同步直線電機的控制器進(jìn)行了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。從直線電機的結(jié)構(gòu)和工作原理出發(fā),建立了可靠的數(shù)

2、學(xué)模型。從而提出了基于迭代學(xué)習(xí)控制算法和前饋控制相結(jié)合的控制策略。本設(shè)計方案對直線電機的伺服控制包括位置環(huán)控制、速度環(huán)控制和電流環(huán)控制三部分。其中電流環(huán)位于最內(nèi)環(huán),位置環(huán)和速度環(huán)為外環(huán),而作為最內(nèi)環(huán)的電流環(huán)是伺服控制系統(tǒng)中的重要一環(huán),由 SOPC的應(yīng)用IP核來實現(xiàn)對電流的矢量控制?？刂葡到y(tǒng)將傳感器采集到的數(shù)據(jù)(包括速度、電流)傳到 A/D轉(zhuǎn)換器,然后將轉(zhuǎn)換結(jié)果送到 FPGA芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,NiosII處理器將送來的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較

3、,生成PWM信號,從而達(dá)到控制直線電機的目的。
　　本文對直線電機控的硬件系統(tǒng)和軟件程序作了可靠的設(shè)計。在 QuartusII7.2開發(fā)平臺上,定制了系統(tǒng)的模糊控制器,A/D模塊控制器、PWM波生成器等,通過 NiosII IDE開發(fā)環(huán)境進(jìn)行了軟件設(shè)計;最后對系統(tǒng)進(jìn)行了時序仿真和功能仿真。結(jié)果表明:用SOPC的思想開發(fā)設(shè)計控制器是相對容易的方式,并且具有開發(fā)周期短、資源利用率高以及更新升級方便優(yōu)點。做到了利用較少的資源開發(fā)一個易擴