基于FPGA的電機運動控制器設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無刷直流電機具有體積小、轉(zhuǎn)矩大、壽命長、功耗低等優(yōu)點，近年來在機器人、數(shù)控機床等方面具有廣泛的應(yīng)用需求，但目前其驅(qū)動控制器以國外產(chǎn)品為主，且一個驅(qū)動器一般只能控制一個電機。
　　 本文針對智能移動機器人自由度多而機械空間較小的問題，研究開發(fā)能夠同時控制多個電機且體積較小的無刷電機伺服控制器，從硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和算法三個方面展開。在硬件方面，設(shè)計了一款基于FPGA的運動控制器，充分發(fā)揮FPGA的優(yōu)勢，使所設(shè)計電路系統(tǒng)具有外圍電路

2、少、可以同時控制多個電機并且控制性能和控制單個電機完全相同的優(yōu)點。算法方面，本文對矢量控制算法進行了大量仿真，對矢量控制算法和PI控制等算法進行了優(yōu)化和改進，以適應(yīng)FPGA平臺的邏輯電路設(shè)計的需要。軟件方面，本文使用Verilog-HDL語言和原理圖設(shè)計結(jié)合的方式實現(xiàn)了電機控制器電流環(huán)和速度環(huán)的控制。
　　 本文取得了以下創(chuàng)新性研究成果：
　　 1.提出了基于硬件描述語言的多電機并行控制解決方案。電機控制的算法均采用邏輯

3、電路實現(xiàn)，一塊FPGA芯片可以根據(jù)用戶的需求控制多路電機?？刂撇煌姍C的邏輯電路模塊是并行工作的，并且模塊內(nèi)部的速度環(huán)與電流環(huán)算法也是并行工作的。這樣，采用并行化控制方法相比采用普通的CPU串行控制方法的電機控制器的控制性能得到很大提高，并且不會由于電機數(shù)量的增加而降低。
　　 2.對電機控制器電流環(huán)的矢量控制算法進行了優(yōu)化和改進。本文針對FPGA平臺對矢量控制算法進行了平行化處理和算法實現(xiàn)方式的轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮了FPGA平行化處