基于SOPC的無刷直流電機控制器應(yīng)用研究.pdf

1、無刷直流電動機經(jīng)過不斷地演進和發(fā)展，其優(yōu)良的性能使其在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。直流電動機具有良好的調(diào)速特性，簡單的控制功能，較高的效率和優(yōu)異的動態(tài)特性。是目前大多數(shù)調(diào)速電動機的最優(yōu)選擇。加上電力電子器件的更新?lián)Q代、嵌入式系統(tǒng)和控制理論的發(fā)展，選用無刷直流電動機作為控制對象的調(diào)速系統(tǒng)具有良好的發(fā)展前景。
　　 本課題按照川儀公司對屏蔽門/安全門系統(tǒng)門控電機的選擇，對選用的無刷直流電動機采用基于SOPC的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法，研制

2、出滿足控制系統(tǒng)性能指標(biāo)要求的無刷直流電動機控制器。
　　 SOPC，即片上可編程系統(tǒng)，是在SOC(片上系統(tǒng))的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種集成系統(tǒng)設(shè)計方法。它繼承了硬核、軟核、DSP、存儲器外圍I/O及可編程邏輯。相對于SOC的專用性，SOPC設(shè)計更加靈活，更加通用。小型化、通用化，這是微電子領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢?；赟OPC技術(shù)的工業(yè)控制器設(shè)計由于其設(shè)計靈活、開發(fā)周期短、產(chǎn)品上市迅速，因而在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。
　　

3、 無刷直流電動機控制器主要包括主控電路、Hall信號檢測電路、電流采樣電路以及電動機驅(qū)動電路等。主控電路的功能包括對Hall檢測電路的結(jié)果進行邏輯判斷，完成無刷直流電動機的換相，控制外部A/D的采樣時序以及對PWM波形的控制及輸出等。主控電路是基于FPGA，采用Verilog HDL硬件描述語言實現(xiàn)的各個功能模塊的集成。Hall信號檢測電路完成對無刷直流電動機轉(zhuǎn)子位置的檢測，并采用光耦隔離和分壓的方式，為主控電路提供正確的Hall脈沖

4、信號，據(jù)此來完成對電機的換相控制和轉(zhuǎn)速計。電流采樣電路包括對無刷直流電動機母線電流的采樣和電流的模數(shù)轉(zhuǎn)換。它將采集并轉(zhuǎn)換好的電流數(shù)字信號傳送給主控制器軟核進行相應(yīng)的處理。電動機驅(qū)動電路以智能功率模塊為核心，接收到FPGA的PWM控制信號之后，輸出對應(yīng)的電機驅(qū)動波形，完成對電機的驅(qū)動控制。
　　 本文針對無刷直流電動機的結(jié)構(gòu)特點，采用PWM調(diào)制方式，通過對實際控制系統(tǒng)的調(diào)試，對得到的實驗結(jié)果進行了分析。實驗結(jié)果表明，本文所設(shè)計的無