基于FPGA的交流伺服系統(tǒng)電流環(huán)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(FPGA)技術(shù)的不斷進(jìn)步,基于FPGA的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)憑借運(yùn)行速度快、接口靈活、可移植性好等優(yōu)勢(shì),逐漸得到越來(lái)越多的關(guān)注。本文在深入分析國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,以提升制約伺服系統(tǒng)響應(yīng)速度的電流環(huán)控制性能為目標(biāo),研究了基于FPGA的伺服系統(tǒng)硬件電流環(huán)設(shè)計(jì)方法。
　　本文首先介紹了交流永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及矢量控制的基本原理,在此基礎(chǔ)之上對(duì)電流解耦控制方法進(jìn)行了分析,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)復(fù)矢量電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行了改進(jìn),

2、在MATLAB/SIMULINK環(huán)境中進(jìn)行了仿真研究。
　　其次對(duì)Altera公司的CycloneII系列FPGA的芯片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,對(duì)基于FPGA的伺服系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述,其中重點(diǎn)介紹了FPGA的供電電路及配置電路設(shè)計(jì)。
　　通過(guò)分析基于QuartusII的FPGA軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程,詳細(xì)介紹了基于FPGA的伺服系統(tǒng)電流環(huán)矢量解耦控制的模塊設(shè)計(jì)方法及思路,包括時(shí)序規(guī)劃模塊、矢量變換模塊、電流調(diào)節(jié)器模塊、空間矢量PW

3、M模塊、電流傳感器接口模塊、編碼器反饋信號(hào)處理模塊等,并給出了部分模塊的時(shí)序仿真結(jié)果。
　　本文對(duì)基于FPGA的多軸同步電機(jī)電流環(huán)控制方法展開(kāi)了分析,提出了一種基于流水線結(jié)構(gòu)的多軸同步電機(jī)電流環(huán)控制時(shí)序調(diào)度方案,能夠在不增加運(yùn)算資源的情況下縮短多軸電流環(huán)控制運(yùn)算時(shí)間,并對(duì)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
　　最后,給出了本文所設(shè)計(jì)的基于FPGA的伺服系統(tǒng)電流環(huán)控制電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,與傳統(tǒng)的基于DSP軟件的伺服驅(qū)動(dòng)裝置的響應(yīng)性能進(jìn)行了對(duì)比,