基于fpga无刷直流电机数字控制方法研究

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1、第39卷第1期电子器件Vo1．39No．12016年2月ChineseJournalofElectronDevicesFeb．20l6ResearchonDigitalFPGA—BasedControlMethodofBrushlessDCMotorJINGGuanghong(DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，ChengduVocationalCollegeofAgricuhuralScienceandTechnology，Chengdu6111

2、30，China)Abstract：InordertoachieveasimpleandefficientbrushlessDC(BLDC)motordrivesystemofthebrushlessDCmotor，asimplemodelofFPGAispresentedbasedonthedigitalpulsewidthmodulation(PWM)controller，modelandcontrolalgorithm．ThecontrollerwilltakeBLDCmotorfluxdistri

3、butionoftheladderasadigitalsystem．1OWpowerandthealternateLlseofhigh—poweredspeedadjustment，itiseasytorealizethedesignandimplement．Inad—dition，acurrentsensordesignisproposedonlybyusingtheDClinktoreducethecostandthecomplexityofhard—ware．Andthroughthesimulat

4、ionexperimentoftheproposedcontrolmethodwasverified，theresultsshowthatthemaximumerroroftheproposedmethodisdecreasedbelow5％．Therefore．thecontroltechnologyisverysuitableforapplicationsthatdon'trequirehighaccuracy．Keywords：BLDC；fieldprogrammablegatearay；motio

5、ncontrol；pulsewidthmodulationEEACC：8320doi：10．3969／j．issn．1005-9490．2016．01．023基于FPGA的无刷直流电机数字控制方法研究敬光红(成都农业科技职业学院机电分院，成都611130)摘要：为了实现简单且高效的无刷直流电机(BLDC)驱动系统，提出了一种简单新型的基于FPGA的数字脉冲宽度调制(PWM)控制器的模型和匹配的控制算法，该控制器将梯形磁通分布的BLDC电机看作是一个数字系统，通过低功率和高功率的交替使用进行速度调节，非常便

6、于设计实现。此外，提出的设计只使用直流环节的一个电流传感器，减少了成本和硬件的复杂性。并通过模拟实验对提出的控制方法进行了证实，结果显示提出方法的最大误差保持低于5％。因此，这种控制技术非常适合不需要高精度的应用。关键词：无刷直流电机(BLDC)；现场可编程门阵列(FPGA)；运动控制；脉冲宽度调制(PwM)中图分类号：TM33文献标识码：A文章编号：1OO5—949O(2O16)0卜0111一O7相比较其他类型的电动机，永久磁铁同步电机具建立一个便于控制的速度衄矩控制器。在其他情况有一些优势，主要表现在

7、：维护成本更低，具有较高的下，需要状态反馈控制来实现对BLDC电机的更精确功率密度，或更快的动态响应。此外，由于使用了永控制。经典的控制理论和线性系统理论很好理解，但久磁铁，它们的有效性更高，可以显著降低转子的损其非常复杂，需要大量的控制系统知识来开发一个设失。永磁电动机的主要缺点是它们的成本较高以及计良好的控制器口]。根据离散控制理论，可以利用微用于驱动的电力电子转换器所造成的更高复杂性。控制器或数字信号处理器(DSP)对这样的控制器进行当前广泛使用的BLDC电机控制技术主要由磁数字化实现。数字化模拟控

8、制器增加了整体设计过滞电流控制、脉冲宽度调制(PwM)控制和连续控制理程的复杂性，这通常会造成较高的控制器成本。论组成乜]。磁滞电流控制可以实现瞬时扭矩控制，与本文提出了一种用于BLDC电机的新型数字PWM控制相比可以产生更快的速度响应。对于大多PWM控制器，该控制器将BLDC电机看作是一个数数应用来说，比例一积分(PI)电流和速度补偿器足以字系统。BLDC系统只可以在低功率(DL)或高功率收稿日期：2015—04—20修改日