磁懸浮電機數字控制器解決方案,提供器件選型
項目背景及可行性分析
項目主要內容:設計了一個(gè)基于模糊控制的變參數PID控制器,利用模糊控制的專(zhuān)家推理能力,實(shí)時(shí)調整PID的系數,以FPGA硬件電路實(shí)現算法程序,以改善磁懸浮電機控制系統的控制品質(zhì)。
項目關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng )新點(diǎn):本設計采用基于模糊理論的PID控制技術(shù)。以硬件電路實(shí)現算法程序,將原來(lái)的電路板級產(chǎn)品集成為芯片級產(chǎn)品,從而降低了功耗,提高了可靠性。
技術(shù)成熟性及待解決問(wèn)題:磁懸浮電機具有體積小、能量消耗小、較短的軸承和更高的臨界速度等優(yōu)點(diǎn),因此可以預見(jiàn),磁懸浮電機在空間應用和高速運行領(lǐng)域有著(zhù)很好的應用前景?;谀:碚摰腜ID控制技術(shù)已基本成熟,其應用也越來(lái)越廣泛,但單片系統的數字控制系統還沒(méi)得到很好的解決(例如集成度不高,體積不夠小,速度不夠快)。
項目實(shí)施方案
1.方案基本功能框圖及描述
本設計所采用的磁懸浮電機控制系統由磁懸浮電機樣機、相應的傳感器、信號調理電路、FPGA控制器、隔離電路和驅動(dòng)電路組成。傳感器檢測出的轉子位移和速度的反饋信號,調理后送到FPGA,經(jīng)過(guò)FPGA芯片內部控制器的處理后輸出PWM信號,產(chǎn)生電流,以實(shí)現磁懸浮電機的穩定運行。
2.需要的開(kāi)發(fā)平臺
擬采用的平臺:初級板-Spartan-3E,50萬(wàn)門(mén),Flash,SDRAM,USB2.0,Ethernet,VGA,A/D, D/A。
需要的基本功能:內部PowerPC處理器DRAMSRAMFlashRS-232LED指示。
軟件部分:用到Ise9.1i和Matlab7.0。
3.方案實(shí)施過(guò)程中需要開(kāi)發(fā)的模塊
具體模塊包括數據采集模塊、信號調理模塊、信號隔離模塊。
4.系統最終要達到的性能指標
能實(shí)時(shí)有效地對目標對象進(jìn)行控制,整個(gè)系統穩定運行。
需要的其它資源
1.設計輸入輸出功能子板
子板功能描述、接口說(shuō)明、時(shí)間、方式
2.測試設備
需要的測試設備有萬(wàn)用表、示波器、邏輯分析儀等。
3. 仿真、開(kāi)發(fā)工具
開(kāi)發(fā)工具包括Ise、Matlab等,仿真工具用Modelsim。
評論