基于FPGA MCU的伺服电机控制器设计

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1、毕业设计（论文）基于FPGA+MCU的伺服电机控制器设计学院:信息科学技术学院专业：姓名：指导老师：电子科学与技术学号：职称：中国·珠海二○一○年五月北京理工大学珠海学院毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业设计《基于FPGA+MCU的伺服电机控制器设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。承诺人签名：日期：年月日北京理工大学珠海学院2010届本科生毕业设计北京理工大学珠海学院2010届本科生毕业设计基于FPGA+MCU的

2、伺服电机控制器设计摘要本文首先对通用伺服控制平台项目做了整体的设计规划，并着重分析了基于FPGA的电机接口模块的设计和核心算法，给出相应的接口电路，并对等精度算法和设计思路在ALTERAQUARTUS9.0的环境下进行了仿真，在实验电路上进行了测试。主要目的在于研究出一款高性能的基于FPGA的伺服电机接口模块。关键词：伺服控制平台FPGA等精度算法电机接口模块V北京理工大学珠海学院2010届本科生毕业设计THEDESIGNOFFPGA+MCUBASEDSERVOMOTORCONTROLLERABSTRACTThisfi

3、rstgeneral-purposeofthisdissertationistheoverallprojectdesignandplanningfortheservocontrolplatform,andalsoitanalyzedthecorealgorithmsfortheFPGAbasedinterfacedesign.Givenaappropriateinterfacecircuit,AnequalprecisionalgorithmsdesignedwithFPGAisintroduced．ItadoptsV

4、erilogHardwareDescriptionLanguagetoimplementinservomotorinterfacemodules,andaddspulsewidthmeasurementonthebaseoftraditionalfrequencymeasurement,andtheHDLwassimulatedintheALTERAQUARTUS9.0environment.Intendedtodesignahigh-performanceFPGA-basedservomotorinterfacemo

5、dule.Keywords：servocontrolplatformFPGAequalprecisionalgorithmservomotorinterfacemoduleV北京理工大学珠海学院2010届本科生毕业设计目录摘要ABSTRACT1引言……………………………………………………………………11.1项目背景……………………………………………………………11.2研究意义……………………………………………………………12系统组成………………………………………………………………22.1运动控制器……………………………

6、……………………………22.1.1MCU功能…………………………………………………………22.1.2FPGA功能…………………………………………………………22.1.3光电隔离模块功能………………………………………………22.2伺服驱动器…………………………………………………………22.2.1常用伺服驱动器简介………………………………………………22.3伺服电机………………………………………………………………32.3.1伺服电机简介………………………………………………………32.3.2伺服电机工作原理………………………

7、…………………………42.3.3伺服电机的控制……………………………………………………42.4HMI……………………………………………………………………42.5控制器上位机部分……………………………………………………42.5.1上位机功能…………………………………………………………42.6以太网模块……………………………………………………………42.6.1以太网模块功能……………………………………………………43FPGA接口模块详细介绍………………………………………………53.1实现功能…………………………………………

8、……………………53.1.1速度控制模块……………………………………………………5V北京理工大学珠海学院2010届本科生毕业设计3.1.2位置控制模块……………………………………………………53.1.3CPU接口模块…………………………………………………………63.2速度与位置检测算法讨论………………………………………………63.