直流电机PID控制器的FPGA设计与实现

针对嵌入式数字控制器应用中经常遇到的模数信号接口控制算法取近似值的问题,提出了一种采用VHDL语言、基于FGPA实现的直流电机运动数字PID控制器。该PID控制器具有自定义功能的输入和输出端口,应用于运动控制系统的速度控制回路中,在Xilinx Spartan 6FPGA芯片上完成硬件测试。试验测试和仿真表明,运用所提的PID控制器控制输入的PWM信号生成,可用于控制电机驱动电路、破译光编码器的数据及反馈PID控制回路中的速度,有效可行。

基于FPGA的直流电动机PWM控制系统

针对基于单片机的直流电动机PWM控制系统存在精度差、抗干扰能力差的问题,而基于DSP的直流电动机PWM控制系统很难满足实时性要求的问题,提出了一种基于FPGA的直流电动机PWM控制系统的设计方案;详细介绍了该系统在直流电动机运行在强加速、弱加速、减速、定速四个状态的实现原理。仿真结果表明,该系统具有一定的可行性,可应用于煤矿井下直流电机车调速控制系统中。

基于FPGA的无刷直流电机控制系统的研究

介绍了一种基于FPGA实现的无刷直流电机调速系统,提出的系统可实现电机转速高精度输出,同时可随时改变电机旋转方向。该系统应用FPGA生成PWM电路,解决了传统电机驱动电路外围设计复杂、抗干扰能力差等缺陷。PWM信号通过Avalon总线对直流电机进行控制,电机转速信号通过霍尔效应传感器反馈回模糊PID控制器中,与模糊PID控制器中已给定的信号值作比较,经调整后输出。模糊PID控制器由FPGA生成,同时实现系统仿真。仿真结果表明,基于FPGA生成的PWM模块与模糊PID控制器结构简单、控制灵活、抗干扰能力强,同时满足电机调速的实际要求。

基于FPGA的无刷直流电机控制系统设计

该文叙述了一种基于FPGA+NIOS实现的无刷直流电机实时控制系统方案。利用FPGA设计PWM模块和控制模块进行电机速度控制,使系统外围电路简单;通过测量电机的霍尔传感器输出信号的脉宽计算出电机的速度;采用FPGA内嵌的软核处理器NIOSⅡ进行增量PID算法控制,使系统的实时性增强。实验表明该系统硬件和软件设计合理,有很好的可靠性和实时性。

基于NiosⅡ的直流电机PID调速控制系统

介绍一种基于NiosⅡ软核的直流电机PID控制系统。采用PWM直流电机调速方案,利用Altera公司推出的DE2板作为综合开发平台,采用SOPC技术,通过在FPGA中植入嵌入式软核NiosⅡ作为中央处理器,借助PID控制算法实现整个直流电机外围电路的PWM闭环调速控制,这是对直流电机经典控制(即基于单片机或DSP的电机控制)的全新改进。

基于FPGA的EMB力矩电机控制器设计

针对电子机械制动系统(EMB)的执行装置,研究设计一种以FPGA为核心的EMB力矩电机控制器。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DSPBilder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。

基于MAX10的多路PWM控制系统研究

为了实现多个无刷直流电机同时控制的需求,提出了一种基于MAX10多路PWM发生控制系统。该控制系统依据由可编程逻辑器件FPGA实现多路PWM控制系统的原理和方法,选择新型FPGA芯片MAX10作为主控芯片,该芯片集成了AD采样控制、控制算法和PWM波形生成等电路,大大降低了电路的复杂程度。仿真和实验结果验证了可编程逻辑器件的高速处理性能及所设计控制系统的可行性。

基于FPGA高精度无刷直流电机控制系统的设计

为了解决无刷直流电机控制精度低和不稳定性问题,设计了一种基于FPGA的高精度无刷直流电机控制系统。该系统主要由FPGA控制器、驱动电路和电流检测电路组成。采用了一种新的参数自动随系统状态变化而改变的PID算法,能有效地提高电机的控制能力和增强其动态特性。通过实验平台验证,该系统能够有效地抑制转矩脉冲,同时缩短了控制时间,提高了系统的稳定性。该设计具有一定的工程参考及应用价值。

基于FPGA的温度检测和PWM风冷系统的设计与实现

本文介绍了一种基于FPGA的温度测量仪和PWM风冷系统。采用集成温度传感器MAX 6577作为温度检测元件,以PWM脉宽调制方式控制直流电机的转速来实现降温。测温范围为0℃～100℃,分辨率为1℃,测温时间为1秒。整个电路采用Altera公司Cyclone系列FPGA芯片进行系统设计和实现,可以方便地实现温度的测量和降温处理。

基于FPGA的无刷直流电机控制系统仿真及研究

针对现代应用对无刷直流电机控制系统要求不断提高的问题,研究了基于FPGA的无刷直流电机控制系统,结合Matlab搭建无刷直流电机系统的仿真平台,对其不同调制方式的转矩脉动影响进行详细的分析;并采用HDL硬件语言对其无刷直流电机控制系统各模块进行了设计,仿真结果表明其能够满足电机控制系统的调速功能等要求,具有一定的应用价值。

基于FPGA/CPLD的直流电机转速模糊控制

基于FPGA/CPLD的直流电机转速模糊控制,以埋弧焊送丝系统为例,采用双输入单输出模糊控制器,包括模糊量化、模糊推理、解模糊。控制量通过查询模糊控制规则表得到,并生成PWM控制送丝电机。模糊控制表采用离线计算,完成后存入FPGA。Matlab仿真表明,此控制方案可取得较好的控制效果,能达到焊接工艺要求。

基于FPGA的电机控制模块

为满足对步进电机/直流电机的控制精度越来越高的要求,设计了一种基于FPGA(field-programmable gate array)的三通道电机控制模块。为简化通讯接口,利用SPI接口与微处理器(如51单片机等)通讯,将接收串行指令或数据转换为并行信息,分配到相应通道寄存器保存,3个通道的控制器根据指令和数据,产生相应的直流电机/步进电机控制信号。实践结果表明,该控制方案,简化了系统结构,提高了模块的实时性、抗干扰能力及稳定性。

基于FPGA数字硬件的无刷直流电动机速度控制系统

针对传统无刷直流电动机数字控制器中,电动机控制采用软件方式实现所带来的控制速度慢、可靠性低等问题,提出了一种全数字化的无刷直流电动机速度伺服系统控制器的数字硬件方案,并在一片高端现场可编程门阵列Cyclone Ⅲ FPGA中得到了具体验证和实现。该方案综合运用FPGA丰富的逻辑资源,针对电动机信号检测和控制的特点,采用HDL硬件语言实现了PI调节模块、滤波模块、霍尔测速模块、前馈补偿模块、PWM调制及换相模块等功能,整个控制系统响应速度快、超调小、稳态误差小、可靠性高、灵活性强,实现了全数字控制,在速度伺服或位置伺服等高性能运动控制系统中有重要的应用价值。实验结果表明,该控制器控制周期缩短到40μs,具有良好的动态和静态性能。

一种基于80C196KC和L298N的直流电机PWM控制技术

阐述了基于80C196KC和L298N的直流电机PWM控制系统的设计,给出了PWM调速系统的工作原理,结合具体硬件电路介绍了L298N驱动直流电机的实现方法及抗干扰措施,并给出了引入分段PI控制的软件实现方法。实践证明,系统工作稳定可靠,达到设定效果。

基于FPGA直流电机调速器的实现

近年来,直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元件的不断出现,使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制PWM控制方式已成为主流。同时,随着可编程门阵列器件FPGA的出现,给直流调速控制提供了新的手段和方法。这种控制方式很容易在FPGA控制中实现,从而为直流电动机控制数字化提供了契机。本文简要介绍了直流电动机的控制策略和直流电动机的PWM调压调速原理。详细介绍了可编程门阵列器件(FPGA)及其在直流电机控制系统中的应用。FPGA的使用简化了系统结构,提高了系统工作的稳定性和可靠性。本系统利用硬件描述语言VHDL设计在片内实现电机控制逻辑,包括分频模块、数据锁存模块、比较模块、选择模块等。在QuartusⅡ上软件仿真和实验结果均表明输出波形稳定、精确。

基于FPGA的机器人运动平衡控制器系统

介绍了一种基于FPGA的机器人运动平衡控制器系统的实现方法,由于该系统需要大量的I/O口,所以采用了当前流行的FPGA作为控制芯片。方案给出了运动平衡控制器的总体设计方式,采用SBT673重力传感器以及SBT904变送器作为主要输出模块,利用重心的变化来改变压力传感器的输出电压,得到不同的电压值来驱动FPGA,利用Verilog HDL语言描述的主控逻辑单元产生PWM信号,FPGA自带的ADC IP承担相电流采用工作,并且用其自带的NIOS II嵌入式系统完成按键取值、参数设置等工作,接口电路完成伺服兼容、编码器解码等工作,控制伺服电动机的准确转动。试验阶段对电动机和传感器进行了控制试验,并对其输出的PWM波进行了模拟仿真,充分利用FPGA高速的数据处理能力,以及D/A、A/D转换,经过验证最终达到了对机器人平衡性改变的精准控制。

基于FPGA的无刷直流电机调速系统设计与实现

以FPGA为控制器,使用霍尔传感器进行电机电流及位置的检测,用MOSFET搭接成的驱动电路进行控制电机的转速和转向,用VHDL语言设计了一种PWM调节电机速度的方法。通过对系统进行理论分析以及调试,实现了电机电流、位置的检测并控制电机速度和转向从而达到要求的速度和方向。

基于FPGA的直流电机调速控制器的设计

针对某船舶模型定位系统中调速电机,以FPGA(现场可编程门阵列)为控制器,采用数字比例积分调节器实现电机的速度控制算法,设计出数字化调速控制器。详细介绍了调速控制系统的工作原理,详细介绍了用FPGA实现比例积分调节器、调速控制器的软件设计。Maxplus Ⅱ仿真及实验表明,本调速控制器可取得良好的调速效果,能够满足船模定位系统对电机的控制要求。

无刷直流电机PI控制系统的设计及分析

针对传统软件控制方式运行速度慢、精度低、抗干扰能力差、成本高等问题,设计一种以复杂可编程逻辑器件(CPLD,complex programmable logic device)为核心的无刷直流电机PI控制系统。系统采用全硬件电路设计和梯形换向控制的策略,具有高响应速度和抗干扰能力。同时,分析不同脉冲宽度调制(PWM,pulse width modulation)方式对无刷直流电机续流回路和电磁转矩的影响,选取H_-PWN—L_-PWM的调制方式以达到理想的控制效果。最后搭建实验平台,控制系统在设定转速为2 500 r/min的情况下,经过25.6 ms到达稳定状态,结果表明该系统具有良好的动态响应性能。

无刷直流电机驱动控制器的SOPC技术研究

采用纯硬件方式设计了无刷直流电机驱动控制器,详细介绍控制器各模块的设计,包括速度PI和电流PI调节器、电流检测模块、位置与速度检测模块、PWM发生器和换相控制模块,使系统控制电路都集成在一片FPGA上,提高了系统的集成度、稳定性和可靠性,也使得系统容易修改升级。软件仿真和实验结果均表明,该控制器的设计合理,运行稳定。