基于FPGA的多電機控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著科學與技術的快速發(fā)展，高密度智能倉儲系統(tǒng)已經成為現(xiàn)代倉儲物流的最新發(fā)展潮流，穿梭車作為智能倉儲系統(tǒng)的核心機構，其控制性能對倉儲出入庫效率有重大影響。穿梭車是一個多電機復雜控制系統(tǒng)，采用單系統(tǒng)來實現(xiàn)多電機的協(xié)調控制，在系統(tǒng)設計和控制技術方面有較大的挑戰(zhàn)性，本課題的研究成果對解決穿梭車實際控制問題和應用有重要意義。因為FPGA不同邏輯可以并行執(zhí)行，能夠同時處理不同任務，因此采用FPGA處理器實現(xiàn)多電機控制系統(tǒng)具有成本更低、系統(tǒng)設計周期更

2、短、穩(wěn)定性更高等優(yōu)勢，本課題采用一塊FPGA芯片來實現(xiàn)5臺電機協(xié)調控制。永磁無刷直流電機具有功率密度高、結構簡單、調速性能好、技術成熟等顯著優(yōu)點，可在機器人、新能源汽車等領域廣泛應用，本課題穿梭車上多臺電機均采用永磁無刷直流電機。
　　本文從無刷直流電機控制系統(tǒng)的發(fā)展概況出發(fā)，介紹了電機本體結構以及控制原理，推導出無刷直流電機的數(shù)學模型及等效電路。對無刷直流電機常用的三閉環(huán)控制策略進行介紹，并利用Matlab環(huán)境下的Simulin

3、k平臺搭建仿真模型，從理論上驗證了控制算法的可行性。
　　基于FPGA的功能以及特性，本文先是針對不同電機實際運動情況完成單臺電機驅動系統(tǒng)設計，并在此基礎上完成了多軸無刷直流電機運動控制系統(tǒng)軟硬件設計。系統(tǒng)的硬件設計包括系統(tǒng)核心控制電路設計、相關輔助電路設計、功率驅動電路等等。系統(tǒng)軟件設計部分采用Verilog語言實現(xiàn)，閉環(huán)控制環(huán)節(jié)通過軟件編程實現(xiàn)，多電機控制系統(tǒng)軟件主程序由提前設計好的子程序模塊搭建而成。
　　在完成系統(tǒng)軟