基于國產(chǎn)SOC FPGA的運(yùn)動控制器設(shè)計(jì).pdf

1、光電吊艙作為無人機(jī)和作戰(zhàn)直升機(jī)的重要組成部分，受到了各國軍事領(lǐng)域的密切關(guān)注。在光電吊艙技術(shù)研究中，運(yùn)動控制技術(shù)一直是研究的重點(diǎn)。先進(jìn)的運(yùn)動控制技術(shù)不僅能夠提升光電吊艙的性能，同時也能夠惠及國防、自動化裝備、醫(yī)療等眾多使用運(yùn)動控制技術(shù)的領(lǐng)域。雖然目前我國有多款技術(shù)自主的運(yùn)動控制器，但是其主控芯片均采用國外芯片，在受到國外芯片技術(shù)壟斷限制的同時，也威脅著我國軍用裝備和民用產(chǎn)品的安全性和自主性。因此，研究一款從底層元器件到軟件技術(shù)都有自主知識

2、產(chǎn)權(quán)的運(yùn)動控制器，不但能滿足光電吊艙的需要，對我國運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展也有很大的意義。
　　論文在“基于國產(chǎn)飛騰系列CPU(Central Processing Unit)的控制系統(tǒng)研制”項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，以設(shè)計(jì)基于國產(chǎn)SOC(System on a Chip) FPGA（Field Programmable GateArray）的運(yùn)動控制器為目標(biāo)，進(jìn)行了相關(guān)的研究與探索。首先對國內(nèi)外運(yùn)動控制器和FPGA的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r以及各種運(yùn)動控制

3、器設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了研究分析，并制定了基于國產(chǎn)SOC FPGA設(shè)計(jì)運(yùn)動控制器的方案。通過調(diào)查分析，選用國產(chǎn)SOC FPGA芯片—M7A12N0作為主控芯片，并制定了在M7A12N0上的運(yùn)動控制器設(shè)計(jì)架構(gòu)。接著對編碼器測角測速原理進(jìn)行研究分析，并據(jù)此在以M7A12N0為核心的硬件開發(fā)平臺—PLC(Programmable Logic Controller)從站上，利用M7A12N0配套的開發(fā)軟件—Primace7.3、仿真軟件Modelsim

4、 SE10.1a以及Verilog HDL（HDL:Hardware Description Language），以分模塊的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了FPGA邏輯的增量式編碼器測角測速電路和絕對式編碼器測角測速電路。然后采用經(jīng)典的PID(Proportion Integration Differentiation)控制方法，利用ARM（Advanced RISC Machines）開發(fā)軟件Keil uvision4和C語言，在M7A12N0中的Co