基于fpga的開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)設計(參考版)
2025-06-21 14:12本頁面
【正文】 在NIOS實際軟件編程當中，在程序編寫過程中讀取PID計算的結(jié)果，改變PWM的值。圖 24 制動轉(zhuǎn)換函數(shù)、PID調(diào)節(jié)PWM脈沖寬度的實現(xiàn) 由于本系統(tǒng)在設計過程中，PID的計算過程是一個單獨搭建的電路模塊，計算得到最終結(jié)果值有正負之分，通過一個比較器和0進行比較，根據(jù)比較計算結(jié)果，如果計算值大于0輸出高電平，若小于0則輸出低電平。這種方法在各種電機制動中廣泛應用，變頻控制也用到了。反接制動制動力強，制動迅速，控制電路簡單，設備投資少，但制動準確性差，制動過程中沖擊力強烈，易損壞傳動部件。（2）反接制動：直流電機制動，將電機的電源正負極反接，改變電樞電流的方向，這樣轉(zhuǎn)矩的方向也改變，使得轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的方向相反。而在實際應用中多采用電氣制動，常用的電氣制動方式有：（1）短接制動：制動時將電機的繞組短接，利用繞組自身的電阻消耗能量。NIOS軟件編程如下：圖23 正反轉(zhuǎn)相序轉(zhuǎn)換函數(shù)、制動相序轉(zhuǎn)換函數(shù)電動機的制動方式主要有機械制動和電氣制動。電機正轉(zhuǎn)時：0010110100；電機反轉(zhuǎn)時：0001111000；狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下圖所示。、正反轉(zhuǎn)相序轉(zhuǎn)換函數(shù)正轉(zhuǎn)相序和反轉(zhuǎn)相序是根據(jù)電機結(jié)構(gòu)而定的，電動機在出廠的時候就已經(jīng)確定了的。然后，在處理數(shù)據(jù)的時候，去掉最小的4個數(shù)據(jù)和最大的5個數(shù)據(jù)，剩下中間的6個數(shù)據(jù)，求取平均值。為了提高速度的精度，我們?nèi)?5組數(shù)據(jù)，存放在數(shù)組當中，用于求取速度的平均值。本設計中NIOS定制中的捕獲端口實際設計如下圖所示：圖18 捕獲IO口設置為雙沿同步捕獲首先進入捕獲中斷函數(shù)后，完成讀取捕獲值、換相函數(shù)、清除中斷標志。在定制NIOS軟核系統(tǒng)中，將CAP_PIO端口設置為同步邊沿捕獲，并且上升沿和下降都捕獲，這樣在捕獲中斷函數(shù)當中讀取捕獲值，同時完成電機換向。圖16 電機轉(zhuǎn)速計算模塊 基于NIOS II軟核應用軟件編程、主程序的設計 主函數(shù)程序，主要完成系統(tǒng)函數(shù)的初始化，根據(jù)軟件所設計的標志位控制相關(guān)模塊的運行與停止，是整個軟件編寫最主要的部分。占空比為50%的倍頻信號。本系統(tǒng)實際設計，主要由異或門、計數(shù)器、常數(shù)值及除法器三部分構(gòu)成，如下圖所示。在最低速時計數(shù)值N為最大，所以選用N脈沖計數(shù)器為11位二進制計數(shù)器。,單位r；是該路信號上升沿和下降沿之間經(jīng)過的時間差，單位min；是計數(shù)器的時鐘頻率；由于測速范圍為256~2047r/min，當n=2048r/min時，計數(shù)值N=256，系統(tǒng)能正常運行。圖15 位置信號示意圖根據(jù)T測速法，可得如下轉(zhuǎn)速計算公式： 式中，n為開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)速，單位r/min；是一路信號上升沿和下降沿之間的機械角度差，如圖15所示， =15176。其中的、及 的 移位操作是通過乘法器的流水線時鐘選擇實現(xiàn)的。PID算法最終可以化簡為,其可以很容易利用FPGA內(nèi)部的
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1