[发明专利]基于FPGA的无刷直流电机的控制方法

权利要求书

1.基于FPGA的无刷直流电机的控制方法，所述方法使用的装置包括FPGA(1)、隔离电路(2)、多路并行模数转换采样电路(3)和无刷直流电机(4)，FPGA(1)内构建电机驱动IP核(10)和NOIS II软核(11)，电机驱动IP核(10)和NOIS II软核(11)分别挂接在FPGA(1)的总线上，

电机驱动IP核(10)包括多路模数转换接口单元(101)、反电势过零检测单元(102)、三段式同步启动模块(103)、转速电流双闭环负反馈PI调节器(104)和PWM控制器(105)，

其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、NOIS II软核(11)通过总线发出启动信号，三段式同步启动模块(103)依次发出开环占空比信号、开环换相信号和开/闭环控制信号，实现无刷直流电机4的软启动，

步骤二、多路并行模数转换采样电路(3)采样无刷直流电机(4)的三相电压信号和母线电流信号，并输送给电机驱动IP核(10)内部构建的多路模数转换接口单元(101)，

步骤三、多路模数转换接口单元(101)将接收到的三相电压采样信号发送给反电势过零检测单元(102)，多路模数转换接口单元(101)还将接收到的出母线电流采样信号发送给转速电流双闭环负反馈PI调节器(104)，

步骤四、反电势过零检测单元(102)输出无刷直流电机(4)的实际转速信号给转速电流双闭环负反馈PI调节器(104)，反电势过零检测单元(102)输出闭环换相信号给PWM控制器(105)，

步骤五、所述转速电流双闭环负反馈PI调节器(104)输出闭环占空比控制信号给PWM控制器(105)，

步骤六、PWM控制器(105)输出的无刷直流电机(4)控制信号驱动无刷直流电机(4)运行。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的无刷直流电机的控制方法，其特征在于，多路并行模数转换采样电路(3)选用AD73360模数转换芯片。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的无刷直流电机的控制方法，其特征在于，反电势过零检测单元(102)由时钟分频模块、反电势相位转换模块、相位延迟模块和速度信号生成模块四部分组成。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的无刷直流电机的控制方法，其特征在于，三段式同步启动模块(103)包括预定位、加速和自动切换三个环节实现无刷直流电机(4)的开环软启动。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的无刷直流电机的控制方法，其特征在于，转速电流双闭环负反馈PI调节器(104)在其内部对转速、电流进行双闭环控制，参考量为系统的输入转速，反馈量为反电势过零检测模块(102)计算输出的实际转速和多路并行模数转换采样电路(3)采集的母线电流。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA的无刷直流电机的控制方法，其特征在于，PWM控制器(105)进行PWM调制，生成六路桥臂开关信号用于作为无刷直流电机(4)的驱动信号。