基于SOPC的直流電機(jī)模糊PI控制器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著集成電路、現(xiàn)代電力電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展，電機(jī)控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，已由過去提供動力為目的轉(zhuǎn)向?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行精確的控制。針對過去電機(jī)控制精度和速度不高的問題，本文結(jié)合實(shí)際需要采用了新的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了一種基于SOPC的直流電機(jī)模糊PI控制器，該方法運(yùn)用SOPC（可編程的片上系統(tǒng)）技術(shù)在FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）芯片上完成，其核心是利用SOPC和IP核的優(yōu)勢使用最少的元器件，創(chuàng)建一個易配置、易擴(kuò)展、易修改并且易于繼承使用的集成系統(tǒng)

2、。 本文從國內(nèi)外控制器的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，分析了設(shè)計(jì)中存在的缺點(diǎn)，將傳統(tǒng)PI算法與模糊算法結(jié)合，取長補(bǔ)短，并深入的研究了SOPC技術(shù)的特點(diǎn)，細(xì)致分析了基于SOPC的直流電機(jī)模糊PI控制器的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)過程。傳感器將電機(jī)反饋的物理量（速度、電流）轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)過模擬信號調(diào)理電路調(diào)節(jié)送入A/D采樣器。A/D采樣器在AD控制模塊的控制下將信號的采樣值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后將數(shù)據(jù)送到FPGA中由NiosⅡ進(jìn)行處理。NiosⅡ?qū)⑺俣炔蓸又岛?/p>

3、預(yù)先設(shè)定值進(jìn)行比較，由控制器選擇模塊根據(jù)反饋值和預(yù)設(shè)值的差決定選用模糊控制或比例積分控制，并生成PWM模塊的控制信號；由FPGA生成的過流控制模塊決定PWM波是否被屏蔽，從而及時限制大電流，保護(hù)電機(jī)。 本文完成了整個系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，并對硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化。在Altera的QuartusⅡ軟件支持下，采用VerilogHDL語言生成A/D控制器、模糊控制器、PI控制器和PWM波生成模塊等，充分利用了FPGA芯片的資源