基于SOPC的直流電機模糊PI控制器設計.pdf

1、隨著集成電路、現(xiàn)代電力電子技術和控制理論的發(fā)展，電機控制技術得到了飛速的發(fā)展，已由過去提供動力為目的轉向對電機進行精確的控制。針對過去電機控制精度和速度不高的問題，本文結合實際需要采用了新的設計方法，設計了一種基于SOPC的直流電機模糊PI控制器，該方法運用SOPC（可編程的片上系統(tǒng)）技術在FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）芯片上完成，其核心是利用SOPC和IP核的優(yōu)勢使用最少的元器件，創(chuàng)建一個易配置、易擴展、易修改并且易于繼承使用的集成系統(tǒng)

2、。 本文從國內外控制器的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，分析了設計中存在的缺點，將傳統(tǒng)PI算法與模糊算法結合，取長補短，并深入的研究了SOPC技術的特點，細致分析了基于SOPC的直流電機模糊PI控制器的硬件和軟件實現(xiàn)過程。傳感器將電機反饋的物理量（速度、電流）轉化為電信號，經過模擬信號調理電路調節(jié)送入A/D采樣器。A/D采樣器在AD控制模塊的控制下將信號的采樣值轉化為數(shù)字信號，然后將數(shù)據(jù)送到FPGA中由NiosⅡ進行處理。NiosⅡ將速度采樣值和

3、預先設定值進行比較，由控制器選擇模塊根據(jù)反饋值和預設值的差決定選用模糊控制或比例積分控制，并生成PWM模塊的控制信號；由FPGA生成的過流控制模塊決定PWM波是否被屏蔽，從而及時限制大電流，保護電機。 本文完成了整個系統(tǒng)的硬件和軟件設計，并對硬件結構進行了進一步的優(yōu)化。在Altera的QuartusⅡ軟件支持下，采用VerilogHDL語言生成A/D控制器、模糊控制器、PI控制器和PWM波生成模塊等，充分利用了FPGA芯片的資源