基于FPGA的無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，電機(jī)的控制及應(yīng)用已經(jīng)遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域和環(huán)節(jié)。其中無刷直流電機(jī)采用電子換向代替機(jī)械換向，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、運(yùn)行可靠、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，在高精度控制領(lǐng)域成為研究熱點(diǎn)。本課題以永磁無刷直流電機(jī)(BLDCM)為控制對(duì)象，采用FPGA作為控制核心，設(shè)計(jì)了無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
　　首先本文在深入分析無刷直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，確立了雙閉環(huán)無刷直流電機(jī)控制方案，并借助MATLAB/Simulink仿

2、真平臺(tái)，搭建了無刷直流電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的整體仿真模型。其中內(nèi)環(huán)電流環(huán)采用傳統(tǒng)PI控制。外環(huán)速度環(huán)，對(duì)電機(jī)的控制具有決定性的影響，本文分別采用了傳統(tǒng)PI控制、模糊PI控制以及變論域模糊PI控制三神不同的控制算法，并在所搭建的仿真模型上進(jìn)行了仿真對(duì)比試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，在變論域模糊PI控制策略下，系統(tǒng)具有更優(yōu)越的動(dòng)、靜態(tài)性能。
　　其次在理論仿真的基礎(chǔ)上，選取ALTERA公司的FPGA芯片EP2C70F896C6作為控制器的核心，進(jìn)

3、行了無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。硬件部分，依據(jù)系統(tǒng)要求，主要包括以FPGA為核心的控制電路，無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路、電流采樣電路、Hall信號(hào)檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路及其它外圍電路設(shè)計(jì)。FPGA軟件部分利用硬件描述語言和EDA模塊化設(shè)計(jì)思想給出了變論域模糊PI調(diào)節(jié)模塊、霍爾測(cè)速模塊、PWM調(diào)制及換相模塊、串口通信模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊等具體的實(shí)現(xiàn)方法。
　　最后，在Modelsim軟件中對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行功能仿真，驗(yàn)證程序的