本文研究基于FPGA自動供彈機數(shù)字伺服驅動控制實現(xiàn)。 為設計出伺服驅動串級PI控制器的參數(shù),在建立伺服驅動解耦控制模型基礎上,依據(jù)工程設計法設計出自動供彈機伺服驅動串級三環(huán)PI控制器初始參數(shù)；由于速度環(huán)連接位置環(huán)和電流環(huán),通過探究速度環(huán)相對位置環(huán)和電流環(huán)配置對系統(tǒng)輸出的影響規(guī)律,從而優(yōu)化得到更好地滿足自動供彈機伺服驅動的串級三環(huán)PI控制器參數(shù)。 為高性能數(shù)字實現(xiàn)PI控制器,基于計算機中央處理核心原理,設計出補碼運算數(shù)字PI控制器；通過比較全量式和增量式兩種PI控制算法的數(shù)字實現(xiàn),增量式數(shù)字PI控制器具有運算速度快和資源占用率低的優(yōu)勢,設計出基于狀態(tài)機時序控制的增量式數(shù)字PI控制器作為串級三環(huán)PI控制器。 為數(shù)字實現(xiàn)電壓正弦波脈寬調制和矢量空間脈寬調制變頻控制,對兩種變頻控制方法深入分析；基于自底向上思想構建出它們各個組成模塊的FPGA數(shù)字實現(xiàn),通過相關軟件綜合得到它們的總體實現(xiàn)。 為驗證上述各部分功能有效性,通過FPGA內嵌的Signal TapⅡ實時測試工具和FPGA控制器實物開發(fā)板,對上述數(shù)字實現(xiàn)的輸出采集,并對兩種變頻控制方法輸出對比分析,驗證控制器的功能是有效的,得到電壓矢量脈...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 自動裝填系統(tǒng)伺服控制發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 交流電機伺服控制國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 交流伺服電機發(fā)展
        1.3.2 交流伺服控制技術發(fā)展
        1.3.3 交流電機伺服控制實現(xiàn)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究內容
2 自動供彈機伺服驅動控制總體
    2.1 自動供彈機伺服控制系統(tǒng)模型
        2.1.1 自動供彈機系統(tǒng)總體模型
        2.1.2 伺服驅動電機模型
        2.1.3 自動供彈機伺服驅動解耦控制模型
    2.2 自動供彈機伺服驅動三環(huán)控制器
        2.2.1 電流環(huán)控制器
        2.2.2 速度環(huán)控制器
        2.2.3 位置環(huán)控制器
    2.3 自動供彈機伺服驅動變頻控制
        2.3.1 電壓型逆變器模型
        2.3.2 電壓正弦波脈寬調制(SPWM)變頻控制
        2.3.3 電壓空間矢量脈寬調制(SVPWM)變頻控制
    2.4 自動供彈機伺服驅動三環(huán)控制器配置優(yōu)化
        2.4.1 速度環(huán)相對電流環(huán)配置
        2.4.2 速度環(huán)相對位置環(huán)配置
        2.4.3 串級三環(huán)PI伺服驅動控制器
    2.5 本章小結
3 自動供彈機伺服驅動數(shù)字PI控制實現(xiàn)
    3.1 數(shù)字PID控制
        3.1.1 數(shù)字PID控制理論
        3.1.2 全量式算法
        3.1.3 增量式算法
    3.2 自動供彈機伺服驅動數(shù)字PI控制器模塊實現(xiàn)
        3.2.1 數(shù)據(jù)補碼表示實現(xiàn)
        3.2.2 加減法運算實現(xiàn)
        3.2.3 高速乘法運算實現(xiàn)
    3.3 自動供彈機伺服驅動數(shù)字PI控制器總體
        3.3.1 全量式算法數(shù)字PI控制器實現(xiàn)
        3.3.2 增量式算法數(shù)字PI控制器實現(xiàn)
        3.3.3 增量式算法數(shù)字PI控制器狀態(tài)機實現(xiàn)
    3.4 電壓坐標轉換實現(xiàn)
    3.5 本章小結
4 自動供彈機伺服驅動變頻控制實現(xiàn)
    4.1 電壓正弦波脈寬調制(SPWM)變頻控制實現(xiàn)
    4.2 電壓空間矢量脈寬調制(SVPWM)變頻控制實現(xiàn)
    4.3 變頻控制信號重構實現(xiàn)
    4.4 本章小結
5 自動供彈機伺服驅動控制器硬件設計及實驗分析
    5.1 自動供彈機伺服驅動控制器硬件設計
        5.1.1 與上位機串口通訊模塊硬件設計
        5.1.2 IGBT功率逆變器驅動模塊硬件設計
        5.1.3 FPGA控制器模塊硬件設計
        5.1.4 控制器總體
    5.2 自動供彈機伺服驅動控制器實驗分析
        5.2.1 基于FPGA的Signal Tap Ⅱ實時測試工具實驗
        5.2.2 電壓正弦波脈寬調制(SPWM)實驗分析
        5.2.3 電壓空間矢量脈寬調制(SVPWM)實驗分析
    5.3 本章小結
6 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3840691