基于fpgaemb力矩电机控制器设计

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1、第7期2010年7月9文章编号：lOOl一3997(2010)07一Ooo9—03基于FPGA的EMB力矩电机控制器设计李伯全田洪胜王瑞董现伦张向珂(江苏大学机械工程学院，镇江212013)DesignoftorquemotorcontrollerinEMBbasedonFPGALIB0～quan，TIANHong-一sheng，WANGRui，DONGXian-一lun，ZHANGXiang一-ke(SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)：c【摘要】针对电子机械制动系统(EMB)的执行

2、装置，研究设计一种以FPGA为核心的EMB力矩电：j机控制器。论证了加装力矩传感器对电机进行精确控制的控制策略，在单片FPGA上完成EMB力矩电机i：的驱动波形发生、闭环控制运算功能。驱动波形的发生由FPGA基本逻辑语言实现，闭环控制运算由DSP：机yBilder模块完成，最后在QuartusII软件对电机控制的各个模块进行了编程和仿真。实验表明系统硬件和：；软件设计合理，FPGA应用在电机控制方面具有很好的可靠性和实时性。；?关键词：电子机械制动系统；无刷直流电机；PWM；FPGA与&【Abstract】0FPGA-basedcontrollerhasbeenresearchedand

3、designedforEMBtorquemotorin：C．：造=t呈heelectronicandmechanicalbrakingsystem’s(EMB)implementationofdevices．Itsdemonstratedk；：?schemetoprecisemotorcontrolwhhinstalledtorquesensors．ePWMwavegenerationandoperational：·：closed-loopcontrolfunctionsofEMBtorquemotorhasbeencompletedinthesingleFPGAc^imple一：：me

4、nts．eoccurrenceofwave-drivensachievedbythebaswlogicallanguageofFPGA，theclosed-loop：

5、!：controloperationcompletedbytheDSPBildermodule．Eachmodulewhichcontrolledtothemotorhasi0；carriedontheprogrammingandthesimulationthroughtheQuartusllso／iware．Experimentalresultsshow：：thatthehardwareandswarearcreason

6、abl，owningverygoodreliabilityandrealtimepeFinanceof：0FPGAinthemotorcontrol；0?Keywords：Electromechanicalbrakesystem；BrushlessDCmotor；PWM；FPGA：●：◆o0◆c：◆00◆00◆00●00◆L、0◆L、0◆00◆0_l◆?0◆00●：)◆、0◆c1I●一0◆ll0◆00●、0◆0◆00●O(●：0◆0◆00◆、0◆0n◆●00◆00●0◆()0◆0j◆)0●cO●00◆00◆00●中图分类号：TH12文献标识码：A1引言运算得到制动扭矩信号，该信号传给EM

7、B无刷直流电机产生扭矩，EMB机械传动装置将尢刷直流电机的扭矩转化为横向推动车辆电子机械制动系统(ElectromechanicalBrakeSystem，简力来推动制动钳块到制动盘片，从而实施制动[4151。称EMB)，是汽车业界公认的下一代车辆制动系统【1tl。EMB使用在车辆上，它以电能作为能量来源，由力矩电机驱动制动垫块，枢个／⋯制动力、系统内没有液压管路。在制动过程中，电机推动制动垫块和制动·=EMB盘接触，力矩电机将工作在堵转状态下。这样，EMB不仅要求电：：；机性能优越，反应迅速，可以提供足够大的力矩，而且必须结构紧：凑，体积小巧，能够安装在狭小的制动空间内，还需要在冷、热

8、、泥．水、振动、电磁干扰等恶劣环境下能够叮靠]-作。而无刷直流电机●EMB繁i口r‘童：d(BLDC)由于其具有结构简单小巧，运行可靠，维护方便，运行效一率高，无励磁损耗，功率密度高，大转矩，能够在堵转状态下工作传感器控制信号能量供应的特点，成为EMB中最佳的选择。针对EMB中选用的无刷直流图1EMB系统功能结构简图电机，没计相应的控制器，利用高性能的FPGA实现所需的控制在车辆的整个制动系统中一共用到四个EMB制动器，而每逻辑功能