基于FPGA的交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù).pdf

1、交流伺服系統(tǒng)在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，從國(guó)防軍事、航空航天，到工業(yè)應(yīng)用乃至我們的日常生活中，都有交流伺服的身影。繼基于MCU和基于DSP的交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)之后，基于FPGA的交流伺服驅(qū)動(dòng)因其處理速度快、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的發(fā)展前景和研究?jī)r(jià)值，因而開(kāi)始引起國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。
　　本文研究了基于FPGA的交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。采用的主要理論包括矢量控制技術(shù)和SVPWM驅(qū)動(dòng)技術(shù)。矢量控制技術(shù)通過(guò)坐標(biāo)變換，將交流伺

2、服電機(jī)等效成直流電機(jī)，便于控制。SVPWM用以控制逆變模塊中IGBT的開(kāi)通關(guān)斷，通過(guò)幾個(gè)基本矢量的疊加得到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的定子電壓空間矢量。
　　硬件系統(tǒng)分為主控板和驅(qū)動(dòng)板兩部分，分別用來(lái)處理弱電和強(qiáng)電。其中主控板的主要部分為FPGA的系統(tǒng)電路，用來(lái)處理反饋信號(hào)，如電流和位置的反饋，并且輸出IGBT的控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)板將IGBT的控制信號(hào)進(jìn)行放大以驅(qū)動(dòng)IGBT，同時(shí)對(duì)輸出電流進(jìn)行檢測(cè)，將電流值以弱電信號(hào)的形式反饋給主控板。
　　在F

3、PGA中實(shí)現(xiàn)的功能主要包括:PID、坐標(biāo)變換、SVPWM、與編碼器的通訊、電流檢測(cè)的抽樣濾波處理。其中坐標(biāo)變換中關(guān)鍵的是三角函數(shù)的計(jì)算，本文中采用簡(jiǎn)單易行的查表法實(shí)現(xiàn)。PID、SVPWM及坐標(biāo)變換中的計(jì)算部分則采用DSPBuilder完成。利用FPGA與編碼器進(jìn)行通訊，以問(wèn)答的形式獲得轉(zhuǎn)子位置信息。在電流檢測(cè)過(guò)程中，F(xiàn)PGA起到∑-△模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的抽樣濾波作用，將1位數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。
　　最后，給出了系統(tǒng)在Matlab中的模型