基于DSP-FPGA的直線型超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本課題來源于國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(973計(jì)劃)(2011CB707602)；NSFC-廣東聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目(U0934004)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50975136，51275229)。
　　為了提高我國(guó)的工業(yè)制造水平，特別是在精密零件設(shè)備方面的制造水平，一種基于直線超聲電機(jī)的精密定位平臺(tái)越來越展現(xiàn)出其重要性。區(qū)別于傳統(tǒng)的電磁式電機(jī)，直線超聲電機(jī)的原理來自于壓電陶瓷材料的逆壓電效應(yīng)，它不需要轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)就能產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)、具有

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、斷電自鎖和分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。因此，可替代原有電磁電機(jī)，作為高精度定位的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置。然而，要想最大限度的發(fā)掘出這種定位平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，研制出一個(gè)適合直線超聲電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是重中之重。
　　本文主要從事直線超聲電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制方面的研究，以雙變幅桿V形直線超聲電機(jī)為研究對(duì)象，以由其為核心的三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)載體。所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)控制器可以同時(shí)用調(diào)幅調(diào)速、調(diào)頻調(diào)速和調(diào)相調(diào)速三個(gè)方式進(jìn)行電機(jī)的有效控制。
　　本設(shè)計(jì)

3、的硬件部分由基于DSP/FPGA的主控制板和以功放/升壓為主的主驅(qū)動(dòng)板二者組成。主控制板上以TI公司的DSP芯片（型號(hào)：TMS320F28335）為核心，以Altera公司的FPGA芯片（型號(hào)：EP2C20）和其他功能模塊為外設(shè)。電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)信息主要通過光柵尺反饋給DSP。控制部分、驅(qū)動(dòng)部分以及反饋部分組成整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。在軟件方面，控制由上位機(jī)發(fā)起，當(dāng)DSP接收到上位機(jī)的控制指令，對(duì)其進(jìn)行算法分析，并將得到的控制字傳給 FPGA，