作為數(shù)字器件，fpga在電機(jī)控制方面通常用于數(shù)字化電機(jī)，比如步進(jìn)電機(jī)，這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的輸入信號(hào)或驅(qū)動(dòng)信號(hào)都為數(shù)字脈沖。一種新思想是將fpga用于直流電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)，但它至少在如下幾個(gè)方面是與步進(jìn)電機(jī)控制不同的：①控制模式不同。步進(jìn)電機(jī)是開環(huán)控制的，直流電機(jī)一般是閉環(huán)控制的（開環(huán)也可以，但調(diào)速精度和變載穩(wěn)定能力下降）②控制目標(biāo)不同。步進(jìn)電機(jī)通常是控制角位移，即用于角度或長(zhǎng)度的定位，直流電機(jī)則通常是控制轉(zhuǎn)速。③驅(qū)動(dòng)模式不同。步進(jìn)電機(jī)為數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)，直流電機(jī)通常為模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)。因此，如果要對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行基于fpga的數(shù)字化控制，則要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字化基金項(xiàng)目：浙江省教育廳科研資助項(xiàng)目（g20050436）。
―），女，浙江杭州人，碩士研究生，實(shí)驗(yàn)師，主要從事物理電子實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究；梁宜勇（1969-），男，浙江象山人，博士，副教授，主要從事光電工程與測(cè)試研究。
fpga芯片選用altera公司flex10k系列的產(chǎn)品epf10k20tc144.它具有2萬個(gè)邏輯門的規(guī)模，采用tqfp封裝；配置器件選epc2，其容量是1.6mb；微處理器采用普通8052內(nèi)核的單片機(jī)。各單元的關(guān)聯(lián)及整體組成見。
處理。主要的處理部分是調(diào)速系統(tǒng)的輸入輸出，即轉(zhuǎn)速信號(hào)的提取和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，此外還應(yīng)包括閉環(huán)系統(tǒng)所特有的pid控制的數(shù)字化處理。
基于上述思想，筆者對(duì)某精密旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的直流電機(jī)控制部分進(jìn)行了數(shù)字化改造，并采用fp-ga進(jìn)行控制，達(dá)到了提高電機(jī)調(diào)速精度和增強(qiáng)系統(tǒng)功能的目的，同時(shí)使調(diào)速控制系統(tǒng)更緊湊。
1直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是改造后直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的原理示意圖。示意圖表明調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字化改造主要包括如下幾個(gè)方面：①電機(jī)的轉(zhuǎn)速由光電編碼器獲得，即將傳感信號(hào)數(shù)字化。由于pid調(diào)節(jié)器也將數(shù)字化，因此傳感信號(hào)不通過頻壓轉(zhuǎn)換器變換成模擬量，而是由微控制器直接接收脈沖后，通過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間測(cè)算轉(zhuǎn)速。②對(duì)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)采用脈寬調(diào)制（wm）驅(qū)動(dòng)模式。fpga產(chǎn)生和模擬量對(duì)應(yīng)的脈寬信號(hào)，并直接推動(dòng)功率管工作于開關(guān)狀態(tài)。另一方面，轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)信號(hào)也不再是模擬量，而是和電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的頻率量，它由fpga產(chǎn)生，但其控制指令由微控制器發(fā)送。③在閉環(huán)回路中進(jìn)行數(shù)字pid運(yùn)算。將pid控制器數(shù)字化可以使調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)化。通常數(shù)字pid運(yùn)算由微控制器擔(dān)當(dāng)。電子技術(shù)應(yīng)用，2004（19）：。微機(jī)發(fā)展，2003.儀器儀表學(xué)報(bào)，2005，整定pid控制器設(shè)計(jì)。自動(dòng)化儀表，2005，26（5）：12-17.（責(zé)任編輯劉舸）
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