驱控一体化多轴伺服系统的FPGA设计与实现

简介

传统多轴运动控制系统通常由一个运动控制器加多个伺服驱动器组成,存在占用空间大、信号传输易受干扰、成本高等问题。开发一种以现场可编程门阵列(Field Programmable Gate ArrayFPGA)和智能功率模块(Intelligent Power ModuleIPM)为核心的六轴控制驱动系统。系统驱动模块功能由FPGA和IPM完成,主要包括编码器数据采集、电流采样、矢量控制运算和脉宽调制(Pulse Width ModulationPWM)信号生成等模块。FPGA中使用硬件描述语言模块化设计系统各模块,并对各模块集成的片上可编程系统(System-on-a-Programmable-ChipSOPC)中的Nios II软核进行软件编程,结合电机驱动部分实现对六个永磁同步电机的同时驱动控制。最后给出了系统PWM波生成模块、速度环、电流环的实验结果,证明了系统的可行性和实用性。