【摘 要】
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直流电机由于具有响应迅速、精度和效率高、调速范围宽、负载能力大、控制性能优良等特点,被广泛应用于各类闭环和半闭环控制系统中。随着EDA技术的发展,用基于现场可编程门
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直流电机由于具有响应迅速、精度和效率高、调速范围宽、负载能力大、控制性能优良等特点,被广泛应用于各类闭环和半闭环控制系统中。随着EDA技术的发展,用基于现场可编程门阵列FPGA的数字电子系统对直流电机进行控制,为实现电机数字控制提供了一种新的有效方法。本文利用Altera公司推出的DE2板作为综合开发平台,采用SOPC技术通过在FPGA中植入嵌入式软核NiosⅡ作为中央处理器,借助Avalon总线实现对整个直流电机外围电路的控制,从而实现电机的正常运行,这是对直流电机经典控制(即基于单片机或DSP的电机控制)的一种全新的改进。论文中详细分析了调速系统的软、硬件的设计过程。硬件部分先作了整体硬件设计方案的论述,接着详细给出了每个功能模块的具体方案,包括FPGA,SDRAM和Flash,PWM模块和测速模块的设计,其中PWM模块和测速模块采用VHDL语言编写代码,使其生成接口功能模块,最后给出时钟源和键盘接口电路的设计方案。软件部分也先作了整体软件设计论述,接着详细阐述了每个功能模块的设计流程。直流电机的控制算法采用增量式PID和预测函数控制算法,根据电机的数学模型确定参数,将其写成C语言代码放入NiosⅡIDE中对电机进行调速控制,最后给出实验结果并对其进行分析。
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