基于SOPC技術(shù)的無刷直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器研究.pdf

1、隨著微電子、電力電子、信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)、自動(dòng)控制理論和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的迅猛發(fā)展,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用廣度和深度不斷擴(kuò)大,在現(xiàn)代化的生產(chǎn)和生活中起著舉足輕重的作用。針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性、強(qiáng)穩(wěn)定性的控制要求,開發(fā)高精度、高效率、開放式和網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)動(dòng)控制器具有十分重要的意義。本文以無刷直流電機(jī)(BLDCM,Brushless Direct Current Motor)為控制對(duì)象,采用可復(fù)用的IP技術(shù),以單芯片大容量現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FP

2、GA)為核心控制器,設(shè)計(jì)了基于可編程片上系統(tǒng)(SOPC,System on Programmable Chip)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制器。 文中首先綜述了國內(nèi)外運(yùn)動(dòng)控制器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),然后比較了各種運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn),闡述了無刷直流電機(jī)的控制方式和基本數(shù)學(xué)模型。 然后在比較了傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了基于SOPC技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)方案和主要硬件電路實(shí)現(xiàn)方式,并且在轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)的控制策略下,運(yùn)用IP(

3、Intellectual Property)復(fù)用的技術(shù)在單芯片F(xiàn)PGA上嵌入處理器軟核MicroBlaze和以IBM CoreConnect總線互連的片上外設(shè),實(shí)現(xiàn)了由多個(gè)IP核構(gòu)成的系統(tǒng),其中用戶自定義IP是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn),主要包括無刷直流電機(jī)換向控制邏輯、PWM波發(fā)生電路、位置信號(hào)濾波和測(cè)速模塊。 其次,詳細(xì)闡述了基于SOPC技術(shù)的軟件驅(qū)動(dòng)開發(fā)和軟件設(shè)計(jì),提出了無刷直流電機(jī)的軟件設(shè)計(jì)的整體控制方案,并對(duì)軟件設(shè)計(jì)中每一個(gè)軟件驅(qū)動(dòng)