一种基于DSP与FPGA的电机控制系统技术方案

技术编号：40013219 阅读：4 留言：0更新日期：2024-01-16 15:36

本发明专利技术公开了一种基于DSP与FPGA的电机控制系统，包括：一个DSP芯片、两个A/D模数转换器、一块FPGA芯片、一块控制卡板、两块双端口RAM随机存取存储器；FPGA芯片上设置两个A/D模数转换器、控制卡板、两块双端口RAM随机存取存储器；FPGA芯片外部连接所述DSP芯片；两个A/D模数转换器分别为一个AD2S1210模数转换器、一个AD7606模数转换器；FPGA芯片与AD2S1210模数转换器的通讯方式为SPI通信；FPGA芯片与AD7606模数转换器的通讯方式为并口通信；本发明专利技术无需预先调制出期望的PWM信号输入，减少操作人员的工作量；并采用双采样策略，将DSP的运算能力与FPGA的并行处理能力相结合，实现了高速、高精度以及高实时性的控制策略，同时降低了系统的开发难度。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机控制，具体涉及一种基于dsp(数字信号处理芯片)与fpga(可编程集成电路)的电机控制系统。

技术介绍

1、当前，电机控制器的设计大多采用dsp搭配一些外围电路实现电机的控制，电机控制系统一方面需要通过a/d模数转化器实时采集反馈的电压、电流等模拟量以及位置信号；另一方面，需要预先调制生成期望的pwm(脉冲宽度)信号；但是这种设计通常应用于精度以及系统实时性要求不高的场合，无法实现高速、高精度以及实时性高的控制策略。

2、并且，虽然fpga具有可以高速并行硬件操作的优势,可以实现所有高实时性的控制算法、控制逻辑和通信功能，能够极大程度的满足高精度的控制策略，但是单独fpga架构开发难度高。

3、如公布文件cn 114374348提到的一种基于dsp和fpga的伺服电机的控制系统，svpwm(占空比)控制信号主要是由fpga芯片运算得出，所以需要对fpga芯片架构进行前期开发。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于dsp与fpga的电机控制系统，以解决上述
技术介绍
提出的至少一个问题。

2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于dsp与fpga的电机控制系统，包括：：一个dsp芯片、两个a/d模数转换器、一块fpga芯片、一块控制卡板、两块双端口ram随机存取存储器；

3、所述fpga芯片上设置所述两个a/d模数转换器、控制卡板、两块双端口ram随机存取存储器；

4、所述fpga芯片外部连接所述dsp芯片；

5、所述两个a/d模数转换器分别为一个ad2s1210模数转换器、一个ad7606模数转换器；

6、所述fpga芯片与所述ad2s1210模数转换器的通讯方式为spi通信；

7、所述fpga芯片与所述ad7606模数转换器的通讯方式为并口通信。

8、进一步地：控制卡板分别与所述dsp芯片、两个a/d模数转换器、两个双端口ram随机存取存储器连接。

9、进一步地：两块个双端口ram随机存取存储器分别连接所述dsp芯片。

10、进一步地：dsp芯片具体为：dsp28335芯片。

11、进一步地：fpga芯片外部连接所述dsp芯片，两者的连接方式为并口连接方式。

12、进一步地：两块双端口ram随机存取存储器，分别划分为ram1、ram2，其中：ram1存储ad2s1210模数转换器所采集数据，ram2存储ad7606模数转换器所采集数据。

13、具体地：

14、dsp芯片与fpga芯片之间并口连接，包括片选信号、写使能信号、读使能信号、8位地址信号和16位的数据信号；fpga芯片与ad2s120模数转换器之间为spi总线连接；fpga芯片与ad7606模数转换器之间为并口连接；该方法采用双采样策略，合理运用了fpga芯片的并行处理能力，实现捷联惯导系统数据的快速采集，并且改变了dsp芯片在传统方法中既要采集又要运算的功能，在本专利技术中dsp芯片仅需要接收上位机速度指令，仅提供运算功能。

15、本专利技术的有益效果为：

16、对比电机控制器的常用设计方法：一方面通过a/d模数转化器实时采集反馈信息，同时需根据电机以及工程目的，预先调制出期望的pwm信号；另一方面单独使用fpga芯片进行操作；以上两种方法至少存在如下问题之一：无法实现高速、高精度以及实时性高的控制策略、单独fpga架构开发难度高以及需要预先调制期望的pwm信号；而本专利技术对比以上方法，优点：1.无需预先调制出期望的pwm信号输入，减少操作人员的工作量；2.将dsp的运算能力与fpga的并行处理能力相结合，实现了高速、高精度以及高实时性的控制策略，同时降低了系统的开发难度。

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【技术保护点】

1.一种基于DSP与FPGA的电机控制系统，其特征在于，包括：一个DSP芯片、两个A/D模数转换器、一块FPGA芯片、一块控制卡板、两块双端口RAM随机存取存储器；

2.根据权利要求1所述的一种基于DSP与FPGA的电机控制系统，其特征在于，所述控制卡板分别与所述DSP芯片、两个A/D模数转换器、两个双端口RAM随机存取存储器连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于DSP与FPGA的电机控制系统，其特征在于，所述两块双端口RAM随机存取存储器分别连接所述DSP芯片。

4.根据权利要求1所述的一种基于DSP与FGPA的电机控制系统，其特征在于，所述DSP芯片具体为：DSP28335芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于DSP与FPGA的电机控制系统，其特征在于，所述FPGA芯片外部连接所述DSP芯片，两者的连接方式为并口连接方式。

6.根据权利要求1所述的一种基于DSP与FPGA的电机控制系统，其特征在于，所述两块双端口RAM随机存取存储器，分别划分为RAM1、RAM2，其中：RAM1存储AD2S1210模数转换器所采集

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【技术特征摘要】

1.一种基于dsp与fpga的电机控制系统，其特征在于，包括：一个dsp芯片、两个a/d模数转换器、一块fpga芯片、一块控制卡板、两块双端口ram随机存取存储器；

2.根据权利要求1所述的一种基于dsp与fpga的电机控制系统，其特征在于，所述控制卡板分别与所述dsp芯片、两个a/d模数转换器、两个双端口ram随机存取存储器连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于dsp与fpga的电机控制系统，其特征在于，所述两块双端口ram随机存取存储器分别连接所述dsp芯片。

4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方俊，夏云清，房梦程，
申请(专利权)人：长沙湘电电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人