基于FPGA的無刷直流電機模糊控制器的設(shè)計與研究.pdf

1、無刷直流電機以其結(jié)構(gòu)簡單、機械特性好、調(diào)速特性好等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于電動車、航空航天等領(lǐng)域。同時，無刷直流電機及其控制技術(shù)在發(fā)展過程中也面臨著不斷的困難和挑戰(zhàn)。目前，大多數(shù)電機控制器都以DSP或單片機為主控芯片，然而，這種軟件執(zhí)行的控制器存在一定的問題。在無刷直流電機的應(yīng)用場合，往往存在許多尖峰脈沖,這些脈沖輸入到控制器，會干擾控制器的CPU，導(dǎo)致程序跑飛等現(xiàn)象，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。針對此問題，本文提出了基于FPGA的無刷直流電機全硬件控制器，

2、充分利用FPGA硬件執(zhí)行的特點，提高無刷直流電機抗干擾能力，提升執(zhí)行速度及控制精度。
　　本文首先從無刷直流電機的結(jié)構(gòu)入手，針對傳統(tǒng)PI控制算法存在的響應(yīng)性能差、控制效果不佳等問題，結(jié)合智能控制領(lǐng)域的模糊控制理論提出了模糊自適應(yīng)PI控制算法。同時分析了無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的產(chǎn)生原因，提出了針對電機運行中非導(dǎo)通相二極管續(xù)流引起的轉(zhuǎn)矩脈動的抑制方法，即不同于常用PWM調(diào)制方式的PWM_ON_PWM調(diào)制方式。
　　本文利用MATL

3、AB的模糊工具箱設(shè)計了模糊 PI控制器，并利用SIMULINK搭建了無刷直流電機控制系統(tǒng)模型。對控制系統(tǒng)進行仿真分析，比較了模糊PI與傳統(tǒng)PI控制的控制性能，PWM_ON_PWM與H_PWM-L_ON調(diào)制方式對轉(zhuǎn)矩脈動的影響。設(shè)計FPGA控制器，利用自頂向下及模塊化的設(shè)計理念構(gòu)建全數(shù)字功能模塊，最大限度發(fā)揮FPGA的優(yōu)勢。設(shè)計系統(tǒng)的硬件電路并搭建基于FPGA的無刷直流電機控制系統(tǒng)實驗平臺。
　　最后，進行實驗驗證并得出最終結(jié)論。基