基于矢量控制的高性能交流电机速度伺服控制器的FPGA实现

提出了一种全数字化的基于电流矢量控制算法的交流电机速度伺服系统控制器的硬件设计方案，并在一片现场可编程门阵列FPGA中得到了具体验证和实现。该方案综合运用了矢量控制算法、M／T测速算法、PI调节算法、SVPWM算法以及EDA设计方法学等，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。所设计的控制器集成电路提供了标准的主机通信接口，可以对各种控制参数进行在线调整，其电流环和速度环的采样频率均可以达到20kHz以上。实验结果表明，该控制器在低速与高速运行状态下均能获得良好的动态和静态性能，其可控转速范围为0．2—10000r／min。     

基于自抗扰控制的电流环控制器设计

电流环是影响基于永磁同步电机的三闭环串级位置伺服系统控制性能的关键环节,而其控制品质受多种因素影响。小惯量位置伺服过程具有位置给定小、速度变化快和电流响应要求高的特点,针对反电势干扰和环路延时的问题,对一阶通用自抗扰控制算法进行适当改进,设计了带输出微分预估器的电流环控制器。利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,对控制算法进行验证,结果表明:设计的电流环自抗扰控制算法较传统PI控制算法能更好的补偿反电势干扰的影响,同时具有良好的输出滤波和预测效果。     

矢量控制高性能异步电机速度控制器设计

由于异步电机的矢量控制算法比较复杂，要达到高性能控制的目的，必须使用双DSP。为解决这一问题，利用现场可编程门阵列（FPGA），设计一种智能控制器，完成一系列复杂控制算法：速度PI调节、电压空间矢量脉宽调制算法、Clark变换、Park变换、电流磁链转换等，实现了异步电机矢量控制速度控制器的专用集成电路。实验结果表明，该速度控制器在低速与高速运行状态下均有良好的动、静态性能。     

基于FPGA的自动相机聚焦电机伺服控制系统集成电路(IC)设计与实现

采用现场可编程门阵列(FPGA)实现了自动相机聚焦(AF)镜头模块位置控制电机伺服控制系统集成电路(IC)的全数字控制设计。镜头模块位置控制驱动电机由具有数字伺服驱动的音圈电机(VCM)担任,数字伺服驱动包括数字伺服控制器、数字电流控制器和全桥DC-DC转换器,系统能为高性能、轻质量和超薄型的移动式自动相机的AF镜头模块位置控制提供完整的数字控制方案,使相机的AF镜头模块控制范围在30 ms内可以达到0.6 mm,控制分辨率小于5μm,驱动力峰值为30 mN,输出电流峰值为120 mA。     

基于DSP的无刷直流电动机位置伺服控制器设计及实验研究

介绍了采用DSP作为CPU来实现永磁无刷直流电机位置伺服控制的方法.系统的控制策略采用位置-速度-电流PID控制,其中位置环采用非线性PID控制.结合系统和负载的特点对传统双极型PWM进行修改,以解决系统灵敏度低的问题.控制器通过专用通信芯片与上位机进行通信,实现了控制器与外部数据传输的数字化.通过实验验证了设计方案的合理性和有效性.     

基于FPGA的四轴舵系统的设计与实现

为了研究和实现高性能、全数字化的舵位置系统,采用VerilogHDL硬件描述语言及EDA工程设计方法,按照时分复用的设计思想,在单片FPGA中实现了四轴全数字舵位置伺服系统,并详细介绍了相关伺服控制IP的设计,包括电流环、速度环和位置环调节器,速度估算模块,多轴时序控制模块。仿真和试验结果表明该舵系统具有良好的动态和稳态性能。     

智能工业缝纫机交流伺服控制系统设计与实现

采用DSP TMS320F2801和高性能伺服控制芯片IRMCK201作为控制单元,交流永磁同步电动机(PMSM)作为驱动单元,实现了一种智能工业缝纫机的全数字交流伺服控制系统.描述了系统的硬件实现,重点设计了该系统的电流环、速度环和位置环.试验结果表明该设计方案能够获得较高的伺服性能,适用于工业缝纫机等伺服系统的开发.     

基于PIC单片机的舵机控制系统设计

以高性能无人机舵机伺服控制系统的研制为背景,介绍了一种基于PIC单片机的高精度伺服控制系统.以PIC单片机为控制芯片产生PWM信号,控制功率驱动电路,驱动直流电动机,实现伺服控制系统.软件采用位置、速度和电流三闭环控制算法,利用模糊控制算法对位置环的PID参数进行实时调整,同时在速度环与电流环中使用积分分离的PI控制算法.实验结果表明,系统具有强抗干扰、响应速度快、可靠性高等特点.     

多轴伺服控制器的片上系统设计

针对数字伺服控制算法及片上系统集成技术的问题,依据矢量控制和伺服系统设计理论,建立了磁场定向矢量控制器、速度控制器和位置控制器等高性能IP核模型,开发了坐标变换、速度测量、SVPWM、反时限保护、PID调节器、电子齿轮、前馈控制及滤波器等关键算法模块,详细规划了各模块的调度时序。在此基础上,进一步集成了RISC微处理器模块,并采用时分复用设计方法,在FPGA工艺平台中最终实现了多轴伺服控制器片上系统。实验结果表明,该芯片能够接收脉冲命令、模拟命令或数字命令,既可以工作在位置控制模式,也可以配置为速度伺服或力矩驱动模式,每个轴的运行是相对独立的,并且控制参数在线可编程。     

基于DSP2812的全数字交流伺服系统的实现

以TMS320F2812为主控制器,设计了一种全数字化的交流伺服系统。给出了系统的硬件组成和软件实现方法。并采用了位置环、速度环、电流环的三闭环控制策略和转子磁场定向矢量控制方案,充分利用了DSP的高速运算能力和丰富的片内外资源,对系统进行了加载实验和位置伺服控制实验,实现了交流电机的全数字伺服控制。实验结果表明该系统具有良好的动态和静态特性,可广泛用于电气传动装置中。     

基于细菌觅食优化算法的永磁同步电机位置伺服系统模糊控制策略

针对PID控制器参数固定而引起永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统控制效果不佳问题,设计了基于细菌觅食优化算法的模糊控制器。该位置控制系统是以空间矢量控制为理论基础,由位置环、速度环、电流环构成的PMSM三闭环控制系统。在MATLAB/Simulink环境中将模糊控制器应用在系统位置环上。对比仿真结果发现,参数优化后的模糊控制器在系统位置环的作用更加优越,完全克服了传统PID控制器的缺点,能有效提高电机位置控制的快速性和准确性。     

单芯片交流伺服电动机速度控制器的实现

采用磁场定向矢量控制(FOC)和空间矢量脉宽调制方式(SVPWM),通过模块化的EDA设计方法在单个FPGA芯片内综合了包括:FOC、SVPWM、电流环、速度环PI调节器、通讯接口等复杂的控制模块。介绍了相关控制模块的控制原理和设计思想,并给出了EDA设计的仿真结果,最后给出了速度控制实验波形。由于采用了矢量控制,与VVVF感应电动机速率伺服系统相比具有更好的线性调速特性和动态性能。     

全数字化无刷直流电机伺服控制系统设计

转矩波动是影响无刷直流电机伺服控制精度的重要因素,限制了无刷直流电机在控制性能要求较高场合的应用。针对此问题,在传统位置环和速度环的基础上,引入数字化电流环,通过电流闭环控制稳定电磁转矩,从而减小转矩脉动的干扰以提高控制精度。通过对系统模型的分析,确定控制系统参数,实现了以高性能的数字信号处理器DSP28335为核心的电机伺服控制系统软硬件设计。实验结果表明,引入数字电流环后,系统的跟踪精度得到了明显的提高（近9倍）,且系统的动态响应性能也得到了较好的改善。     

基于数字信号处理器的电子凸轮控制系统设计

用数字信号处理器作为控制器,对某智能跟随系统的电子凸轮机构进行实用设计。采用电流环、速度环的双闭环策略控制电极位置和速度。用先进的空间矢量脉宽调制控制算法对参数进行反复优化,使伺服系统达到更好的效果和更高的性价比。     

一种应用于无刷直流电机数字控制的系统设计

介绍了一种基于DSP+FPGA的无刷直流电机控制系统。阐述了通过FPGA对PWM波进行组合和逻辑变换的设计方法。详细介绍了采用单神经元自适应PSD控制器对电流环进行调节的方法。试验结果表明,系统的硬件和软件设计合理,具有良好的调速性能。     

基于DSP的模糊自适应PID伺服电机控制系统

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的伺服电机控制系统。在综合分析伺服电机控制系统的动静态性能的基础上,对其控制策略进行了研究,开发了一套基于DSP的模糊自适应PID伺服电机控制系统,提高了系统的动静态性能;同时对系统中的数字电流环的滤波器进行了设计,改善电流环的控制效果,从而提高伺服电机控制系统的整体性能。     

永磁同步电动机的无抖振滑模控制系统设计

针对永磁同步电动机位置伺服系统,基于同步旋转坐标系下永磁同步电动机精确的数学模型,利用矢量控制技术,设计了位置/电流双闭环解耦控制结构,以实现转矩线性化控制,简化控制器设计.结合高阶滑模和非奇异终端滑模的控制思想,利用鲁棒微分估计器技术,分别提出了位置环和电流环的高阶非奇异终端滑模控制方案,在保证控制系统全局非奇异和稳定性情况下,可消除控制信号的高频抖振,提高系统的动态响应速度和控制精度,实现系统强无抖振的滑模控制.提出一种自适应负载转矩估计方法,解决了未知负载扰动系统的鲁棒控制问题.仿真结果证明所提控制方法的有效性和可行性.     

基于DSP的模糊自适应PID伺服电机控制系统

提出一种基于数字信号处理器（DSP）的伺服电机控制系统。在综合分析伺服电机控制系统的动静态性能的基础上，对其控制策略进行了研究，开发了一套基于DSP的模糊自适应PID伺服电机控制系统，提高了系统的动静态性能；同时对系统中的数字电流环的滤波器进行了设计，改善电流环的控制效果，从而提高伺服电机控制系统的整体性能。     

基于电流估算的永磁同步电机伺服控制系统设计

在有位置精度要求的伺服电机控制应用场合,为了降低电机控制系统的成本,设计了一种永磁同步电机(PMSM)的无电流传感器控制方法。基于矢量控制策略,通过电机定子电压方程对定子电流进行迭代估算,根据系统响应速度要求,对控制器参数进行了设计,利用Bode图分析了系统的带宽,在不使用电流传感器的情况下实现了PMSM位置环、速度环和电流环控制,通过仿真验证了该控制器参数的有效性。在表贴式永磁同步电机(SPMSM)上进行了位置控制实验,动态响应效果满足设计要求,验证了该方案的有效性和可行性。