基于SOPC技術(shù)的無刷直流電機運動控制器研究.pdf

1、隨著微電子、電力電子、信號檢測與處理技術(shù)、自動控制理論和計算機應(yīng)用技術(shù)的迅猛發(fā)展,運動控制系統(tǒng)的應(yīng)用廣度和深度不斷擴大,在現(xiàn)代化的生產(chǎn)和生活中起著舉足輕重的作用。針對運動控制系統(tǒng)的高實時性、強穩(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)化的運動控制器具有十分重要的意義。本文以無刷直流電機(BLDCM,Brushless Direct Current Motor)為控制對象,采用可復(fù)用的IP技術(shù),以單芯片大容量現(xiàn)場可編程門陣列(FP

2、GA)為核心控制器,設(shè)計了基于可編程片上系統(tǒng)(SOPC,System on Programmable Chip)技術(shù)的運動控制器。 文中首先綜述了國內(nèi)外運動控制器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,然后比較了各種運動控制器設(shè)計方案的優(yōu)缺點,闡述了無刷直流電機的控制方式和基本數(shù)學(xué)模型。 然后在比較了傳統(tǒng)運動控制器優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,提出了基于SOPC技術(shù)的運動控制器的設(shè)計方案和主要硬件電路實現(xiàn)方式,并且在轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)的控制策略下,運用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),實現(xiàn)了由多個IP核構(gòu)成的系統(tǒng),其中用戶自定義IP是設(shè)計中的重點,主要包括無刷直流電機換向控制邏輯、PWM波發(fā)生電路、位置信號濾波和測速模塊。 其次,詳細闡述了基于SOPC技術(shù)的軟件驅(qū)動開發(fā)和軟件設(shè)計,提出了無刷直流電機的軟件設(shè)計的整體控制方案,并對軟件設(shè)計中每一個軟件驅(qū)動