集成FPGA的永磁同步電機控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、永磁同步電機控制系統(tǒng)是一個交叉多門工程學科的研究領域，隨著國內(nèi)外的科研人員，機構和企業(yè)進入該領域，其理論方法和實現(xiàn)技術不斷取得新突破。本文圍繞矢量控制策略，對永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)進行設計，摒棄傳統(tǒng)的DSP主控方案，利用單片高性能FPGA芯片，在硬件和代碼上實現(xiàn)電機的控制系統(tǒng)。詳細內(nèi)容如下所述：
　　1.文章首先建立永磁同步電機的數(shù)學模型并對比經(jīng)典的矢量控制方法，選擇id=0的電流策略定向控制轉(zhuǎn)子磁鏈，利用坐標系變換的方法在理論上解

2、除電流轉(zhuǎn)矩分量與勵磁分量的耦合關系。引入SVPWM技術，通過仿真驗證算法實現(xiàn)矢量控制技術的有效性。
　　2.分析電機控制系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)的數(shù)學模型和等效條件，系統(tǒng)電流環(huán)節(jié)采用雙內(nèi)環(huán)結構，速度環(huán)節(jié)作為外環(huán)。運用工程方法設計電流控制器，利用零極點配置法設計速度控制器，通過仿真分析獲得穩(wěn)定裕度大，抗擾動能力強的零極點位置。針對系統(tǒng)驅(qū)動能力對控制器輸出的約束，導致系統(tǒng)對超調(diào)響應緩慢的問題，設計兩種抗飽和控制器，通過仿真波形比較兩者的性能。為提

3、高電機調(diào)試系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)，提出參數(shù)自整定模糊PI控制器，并對其結構、變量與參數(shù)進行設計。
　　3.為電機控制設計硬件電路，分為主控制板和功率驅(qū)動板。主控板上以單片F(xiàn)PGA器件為核心，并設計最小系統(tǒng)電路。功率驅(qū)動板主要實現(xiàn)整流與逆變功能，向電機提供驅(qū)動電源。輔助電路包括電流檢測、位置信號反饋電路，電壓轉(zhuǎn)換電路和隔離電路。
　　4.為電機控制設計HDL代碼。前期需要制定運算數(shù)據(jù)的數(shù)制格式，采用VHDL語言描述坐標變換模塊，SVP