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基于FPGA的永磁同步电机控制器设计

作者:时间:2010-03-17来源:网络收藏

3.2 电机硬件驱动模块
  电机硬件驱动模块实现clark,park,i_park坐标变换,PI调节器,SVPWM产生器,转速检测等硬件模块等双闭环结构。由于上述各个模块设计比较简单常见,因此,这里主要介绍SoPC时序控制部分。Reset按键为全局复位。复位后系统软件从主程序入口开始执行;而此时硬件驱动模块中的两个状态计数器为“-1”。这两个计数器计数时间对应50μs和1 ms,分别对应于电流环和速度环的采样时间。一旦检测到来自NiosⅡ处理器的start高电平信号,该信号作为计数使能信号,这两个计数器从“0”开始计数,计数为“0”时产生一个高电平脉冲信号,电流环计数器脉冲用于锁存SVPWM中的Ta,Tb,Tc(三相占空比信号),并启动A/D转换。速度环的
计数器脉冲锁存一个反馈速度信号,然后计数器循环计数。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/191771.htm

4 仿真结果
  该系统设计对电机驱动部分进行开环验证。给定uq(旋转坐标中的力矩分量)为2 048(16位Q12的定点),ud(旋转坐标中的励磁分量)为0。正余弦两个查找表各有720个地址,相邻地址相差0.5°。每相隔50μs查找地址增量为l,即电机每隔50μs转过0.5°,约为1 666 r/m。在QuartusⅡ中进行时序仿真可得到如图4和图5所示的波形。


  由图4可知,A相上桥臂在每个PWM周期的占空比不同,具有从增到减,从减到增的规律;从图5可知,器件实际工作时,上下桥臂死区时间为2μs,而且死区时间可采用NiosⅡ处理器设置。由于有死区时间的控制,该PWM可接入电机进行开环调试。

5 结论
  本设计的SoPC器件已产生PWM波,用于开环验证,为后续闭环验证提供条件。在高速数字信号处理领域逐显优越,且SoC已成为集成电路发展的主流,而SoPC是SoC一种灵活的解决方案。其具有软硬件协同工作,合理分配软硬件功能等特点,从而能够快速灵活实现系统设计。SoPC控制电机可提高电机动态响应,缩小系统面积,节省成本。


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