基于sopc技术的无刷直流电机运动控制器研究

《基于sopc技术的无刷直流电机运动控制器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要随着微电子、电力电子、信号检测与处理技术、自动控制理论和计算机应用技术的迅猛发展，运动控制系统的应用广度和深度不断扩大，在现代化的生产和生活中起着举足轻重的作用。针对运动控制系统的高实时性、强稳定性的控制要求，开发高精度、高效率、开放式和网络化的运动控制器具有十分重要的意义。本文以无刷直流电机(BLDCM，BmshlessDirectCurrentMotor)为控制对象，采用可复用的IP技术，以单芯片大容量现场可编程门阵列(FPGA)为核心控制器，设计了基于可编程片上系统(SOPC，SystemonProgrammableChip)技术的运动控制

2、器。文中首先综述了国内外运动控制器的发展现状和趋势，然后比较了各种运动控制器设计方案的优缺点，阐述了无刷直流电机的控制方式和基本数学模型。然后在比较了传统运动控制器优缺点的基础上，提出了基于SOPC技术的运动控制器的设计方案和主要硬件电路实现方式，并且在转速和电流双闭环的控制策略下，运用IP(IntellectualProperty)复用的技术在单芯片FPGA上嵌入处理器软核MicroBlaze和以IBMCoreConnect总线互连的片上外设，实现了由多个IP核构成的系统，其中用户自定义IP是设计中的重点，主要包括无刷直流电机换向控制逻辑、PWM波

3、发生电路、位置信号滤波和测速模块。其次，详细阐述了基于SOPC技术的软件驱动开发和软件设计，提出了无刷直流电机的软件设计的整体控制方案，并对软件设计中每一个软件驱动模块进行了详细的说明。最后在上述设计的基础上，进行了运动控制系统的实验调试。相关运行结果证明了采用SOPC技术实现无刷直流电机运动控制器的可行性和正确性。本文所采用的SOPC技术解决方案缩短了开发周期，减小了器件数目，提高了系统可靠性，使得系统易升级、易移植，具有一定的创新性。关键词：运动控制，无刷直流电机，现场可编程门阵列，可编程片上系统，MicroBlazeAbstractWithth

4、erapiddevelopmentofmicroelectronics，powerelectronics，signaldetectionandprocessingtechnology,automaticcontroltheoryandcomputerapplicationtechnology，themotioncontrolsystemisusedwidelyandhasbeenplayingaveryimportantroleinthemodemproductionandlife．Accordingtotherequirementsofmotion

5、controlsystem，suchaswellreal—timecontrolandstrongstability,thedevelopmentofmotioncontroller,whichisofhighprecision，highefficiency,openandhasthenetworkcapabilities，isofgreatsignificance．Inthisthesis，thedesignofmotioncontrollerbasedonSOPCbythereusableIPtechnologyisintroduced，whic

6、hisforthecontrolofBrushlessdirectcurrentmotor(BLDCM)andimplementedbysingleFPGAchipasthecorecontroller．Firstly,thisthesisreviewsthedevelopmentstatusandtrendsofmotioncontroller,andthencomparestheadvantagesanddisadvantagesofvariousmotioncontrollers，andgivesthecontrolstrategyandbas

7、icmathematicalmodelofBLDCM．Secondly,thedesignofthemotioncontrollerbasedonSOPCandtheimplementofhardwarecircuitisputforwardatthebasisoftheanalysisoftraditionalmotioncontrollers．Inthisdesign，MicroBlazesoftcoreisembeddedinsingleFPGAchipandthemainperipheralson—chipisconnectedbytheIB

8、MCoreConnectarchitecturewhichachievestheinterconnectio