基于fpga的直流电机的pwm控制系统_设计毕业设计

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1、兰州工业学院毕业（论文）毕业设计（论文）题目：基于FPGA的直流电机的PWM控制系统设计学院：电子信息工程学院专业：通信技术班级：通信12-2班姓名：康建明学号：201210602214指导教师（副教授）周彬日期：2015年3月15日兰州工业学院毕业（论文）4兰州工业学院毕业（论文）摘要利用FPGA可编程芯片及VHDL语言实现了对直流电机PWM控制器的设计，熟悉直流电机的工作原理及特性，对直流电机启动停止、正转反转以及速度的测量进行控制。介绍了用VHDL语言编程实现直流电机PWM控制器的PWM产生模块、串口通信模块、转向调节模块等功能，该系

2、统无须外接D/A转换器及模拟比较器结构简单，控制精度高，有广泛的应用前景。同时，控制系统中引入上位机控制功能，可方便对电机进行远程控制。关键词：FPGA可编程门阵列；QuartusII；PWM；直流电机兰州工业学院毕业（论文）4兰州工业学院毕业（论文）AbstractAnewdesignofDCmotorPWMcontrollerbasedonFPGAandUnderstandtheworkingprincipleandcharacteristicsofdcmotor,Startstopforwardinversionandthespeed

3、ofadcmotormeasurementcontrol，ThePWMcreatemodule,theserialcommunicationmoduleandthesteeringunithavebeenimplementedinandchip．WiththecharacteristicsofsimplestructureprecisecontrolandnoexteriorDAC．Thenewcontrolsystemcallbewidelyused．Andthecomputerstationcontrolisintro-duced．Ke

4、yWords：Fieldprogrammableablegatearray；QuartusII；PWM；DCmotor4兰州工业学院毕业（论文）1.绪论1.1课题的来源电机是电动机和发电机的统称，是一实现机电能转换的电磁装置。拖动生产机械，将电能转换为机械能的电机称为电动机，作为电源，将机械能转化为电能的电机称为发电机。由于电流有交直流之分，所以电机也就有交流电机和直流电机两大类，在各类机电系统中，由于直流电机具有良好的启动，停止和速度控制测速等良好性能，直流电机技术已广泛运用于各个行业。本课题研究的基于FPGA的小容量的直流电动机的PWM

5、制动控制系统中的应用，传统的方法产生PWM信号电路比较复杂，数字PWM控制只需一个FPGA中的内部资源就可以实现，而本次设计介绍了一种用单片大规模FPGA实现的PWM发生的直流电机控制器,其中产生的PWM波具有脉冲中心对称、PWM周期和死区时间可编程等特点,且性能优异,灵活性和可靠性高,同时,加入了串行通信接口,方便加入上位机控制功能。用数字比较器代替模拟比较器,数字比较器的一端接设定值计数器的输出,另一端接线性递增计数器输出。当线性计数器计数值小于设定值时输出低电平,大于设定值时输出高电平，而且通过总线数据或按键控制在系统调整脉宽数及数字

6、比较器的设定值,从而实现对电机转速、波动性等参数的灵活控制。直流电动机是一种能量转换的装置，具有良好的启动停止、正转反转以及便于测速等特性，在国民经济中起着重要作用。在日常生活中的家用电器，随处可见各种各样的电机，如汽车、电视机、电风扇、空调等等家用电器。同时，在越来越多的应用场合，普通的电机己无法满足要求，而是要求能够实现快速启停或反转以及准确测速等功能。因此我们必须寻找新的电机控制器来适应时代的发展。随着电子技术的发展，用基于现场可编程门阵列FPGA的数字电子系统对电机进行控制，为实现电动机数字控制提供了一种新的有效方法。现场可编程门阵

7、列(FPGA)器件集成度高、体积小、速度快，以硬件电路实现算法程序，将原来的电路板级产品集成为芯片级产品，从而降低了功耗，提高了可靠性。尤其是硬件描述语言的出现，解决了传统电路原理图设计系统工程的诸多不便。针对以上情况，本课题提出基于现场可编程门阵列（FPGA）的直流电机PWM控制系统设计。27兰州工业学院毕业（论文）1.2本课题的目的及意义    随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机控制向更复杂的方向发展。而直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广

8、泛的应用。它过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动、反转和测速能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。最近几年来，由于直流电机的优秀性能，人们采