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

1、隨著現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)技術(shù)的不斷進步,基于FPGA的伺服驅(qū)動技術(shù)憑借運行速度快、接口靈活、可移植性好等優(yōu)勢,逐漸得到越來越多的關(guān)注。本文在深入分析國內(nèi)外研究文獻的基礎(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,研究了基于FPGA的伺服系統(tǒng)硬件電流環(huán)設(shè)計方法。
　　本文首先介紹了交流永磁同步電機的數(shù)學模型及矢量控制的基本原理,在此基礎(chǔ)之上對電流解耦控制方法進行了分析,根據(jù)實際應(yīng)用對復(fù)矢量電流調(diào)節(jié)器進行了改進,

2、在MATLAB/SIMULINK環(huán)境中進行了仿真研究。
　　其次對Altera公司的CycloneII系列FPGA的芯片結(jié)構(gòu)進行了簡要介紹,對基于FPGA的伺服系統(tǒng)硬件設(shè)計進行了闡述,其中重點介紹了FPGA的供電電路及配置電路設(shè)計。
　　通過分析基于QuartusII的FPGA軟件設(shè)計開發(fā)流程,詳細介紹了基于FPGA的伺服系統(tǒng)電流環(huán)矢量解耦控制的模塊設(shè)計方法及思路,包括時序規(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、編碼器反饋信號處理模塊等,并給出了部分模塊的時序仿真結(jié)果。
　　本文對基于FPGA的多軸同步電機電流環(huán)控制方法展開了分析,提出了一種基于流水線結(jié)構(gòu)的多軸同步電機電流環(huán)控制時序調(diào)度方案,能夠在不增加運算資源的情況下縮短多軸電流環(huán)控制運算時間,并對方案進行了詳細介紹。
　　最后,給出了本文所設(shè)計的基于FPGA的伺服系統(tǒng)電流環(huán)控制電路的實驗結(jié)果,與傳統(tǒng)的基于DSP軟件的伺服驅(qū)動裝置的響應(yīng)性能進行了對比,