The invention provides a servo motor control system based on FPGA, including the control board is equipped with FPGA, optocoupler module, power board, photoelectric encoding disc, servo motor, Holzer sensor, A/D converter module, communication interface. Equipped with control board FPGA sends a PWM control signal, the isolated module is transmitted to the power board, and receive real-time rotor measurement data measured by the photoelectric encoding disc; power board after receiving the control signal by controlling the power switch on-off control of the motor, and through the digital analog acquisition Holzer sensor the signal with the A/D module conversion will detect the feedback signal to the FPGA control board, to achieve closed-loop control. The invention adopts a new type hardware system with high performance and low power consumption, has good program compatibility, less peripheral devices and low cost, and improves the operation efficiency and the control precision of the system.
【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的伺服电机控制装置的设计
本专利技术属于电力系统领域,具体涉及一种基于FPGA的伺服电机控制装置的设计。
技术介绍
电动机可将电能转换成机械能,广泛的应用于生活的各个领域中。电机传动控制中电机的驱动与调速控制占据着重要地位。电机正在驱动不同类型设备产业的发展,包括重工业机械设备如钢铁行业、造纸行业中的轧钢机,还有微电子行业与半导体行业中的精密仪器、数控机床等。经过统计调查,我国各类电机中有80%以上为小型的异步电机,且由于设备陈旧,控制技术落后等原因,导致浪费的电能非常之多。故需要使用先进高效的电机装置与驱动、调速控制方法来提高电动机效率,可节约电能与原材料,更加高效环保,对我国的可持续发展有重大意义。异步电机与永磁电机基本的区别是性能和成本。目前异步电机的使用相对永磁电机来说更加广泛。因为异步电机的使用环境通常对于未知调整与调速没有精确的要求。典型的如众所周知的通用电机。但是随着生产要求的日渐提高,尤其是半导体以及其它精密产品生产的需求,永磁电机因其更小巧的体积、更高的效率性能及可控性强等优点,已经逐渐成为一种应用趋势。由于微处理器MCU技术和电力电子相关技术的更新换代,脉冲宽度调制(PWM)逆变器被广泛地应用于电气传动系统领域中。在脉冲宽度调制控制策略中,SVPWM不同于传统技术,它在算法和实现方式上做了特殊的优化,可以很大程度排除逆变器的输出波形中的谐波成分,并且减少电机的能耗损失。因为在数字信号系统中便捷的实现方式,目前它已很好的代替传统的SPWM技术。另一方面,为保证SVPWM控制策略的性能,单片的运行速度已经远远无法满足,随着人 ...
【技术保护点】
一种基于FPGA的伺服电机控制装置,其特征是所述装置包括搭载FPGA的控制板,光耦隔离模块,功率板,光电编码盘,伺服电机,霍尔传感器,A/D转换模块,通讯接口;各模块之间的连接关系为:功率板负责控制命令的接收与执行、检测信号的反馈,分别与控制板(通过光耦隔离模块),霍尔传感器和伺服电机相连;控制板以FPGA芯片为核心,实现空间矢量PWM波(SVPWM)的产生、对电机定子磁场的角度和幅度的控制等,并发出PWM控制信号,通过光耦隔离模块处理后发送给功率板,实时接收由光电编码盘测得的电机转子测量数据;功率板接收到PWM控制信号后,通过功率板上的功率开关器件实现对电机的控制,同时通过霍尔传感器与A/D转换模块反馈检测信号给控制板,实现闭环控制。
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的伺服电机控制装置,其特征是所述装置包括搭载FPGA的控制板,光耦隔离模块,功率板,光电编码盘,伺服电机,霍尔传感器,A/D转换模块,通讯接口;各模块之间的连接关系为:功率板负责控制命令的接收与执行、检测信号的反馈,分别与控制板(通过光耦隔离模块),霍尔传感器和伺服电机相连;控制板以FPGA芯片为核心,实现空间矢量PWM波(SVPWM)的产生、对电机定子磁场的角度和幅度的控制等,并发出PWM控制信号,通过光耦隔离模块处理后发送给功率板,实时接收由光电编码盘测得的电机转子测量数据;功率板接收到PWM控制信号后,通过功率板上的功率开关器件实现对电机的控制,同时通过霍尔传感器与A/D转换模块反馈检测信号给控制板,实现闭环控制。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的伺服电机控制装置,其特征在于:所用的FPGA控制芯片采用Altera公司生产的Cyclone系列的FPGA作为控制...
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