[发明专利]基于FPGA的电机控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的电机控制系统，其包括上位机、CPU、至少一个电机、以及与电机对应的电机驱动器，上位机和CPU通过串行通信总线连接，其特征在于：其还包括FPGA控制器，所述的FPGA控制器包括参数寄存器组和运动控制模块，参数寄存器组包括启动寄存器、方向寄存器、转速寄存器、加速度寄存器、模式寄存器、减速位置寄存器、停止位置寄存器、当前位置状态寄存器和当前速度状态寄存器，启动寄存器、方向寄存器、转速寄存器、加速度寄存器、模式寄存器、减速位置寄存器、停止位置寄存器、当前位置状态寄存器和当前速度状态寄存器的输入端均与CPU通信连接，输出端均与运动控制模块的输入端通信连接，运动控制模块的输出端与电机驱动器通信连接，一个电机驱动器对应驱动一个电机；

所述的电机数量至少为两个，所述的参数寄存器组的个数与电机数量相同，所述的运动控制模块为一个，所述的FPGA控制器还包括电机选择寄存器、第一选择器、选定参数寄存器组和第二选择器，所述的第一选择器和选定参数寄存器组依次设在参数寄存器组和运动控制模块之间，分别与参数寄存器组和运动控制模块通信连接，第二选择器设在运动控制模块和电机驱动机之间，输入端和输出端分别与运动控制模块和电机驱动器通信连接，所述的电机选择寄存器的输入端与CPU通信连接，两个输出端分别与第一选择器和第二选择器通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的电机控制系统，其特征在于：所述的运动控制模块包括FPGA可编程逻辑器件和脉冲生成器，所述的FPGA可编程逻辑器件的输入端和输出端分别与参数寄存器组和脉冲生成器通讯连接，脉冲生成器的输出端与电机驱动器通信连接。

3.一种基于权利要求1所述的电机控制系统的控制方法，其特征在于：其包括速度模式和位置模式两种运行模式，

在速度模式下，上位机向CPU发起电机运动命令，CPU向方向寄存器、转速寄存器、加速度寄存器和模式寄存器中写入参数，向启动寄存器写入信号1，电机以设定的加速度值每隔一定时间增加速度值，当速度达到设定速度时保持匀速，上位机向CPU发起电机停止命令，CPU启动寄存器写入0，FPGA电机控制模块以加速度值减速，速度减到零时电机停止；

在位置模式下，上位机向CPU发起电机运动命令，CPU向方向寄存器、转速寄存器、加速度寄存器、模式寄存器、减速位置寄存器、停止位置寄存器写入参数，向启动寄存器写入信号1，FPGA电机控制模块以设定的加速度值每隔一定时间增加速度值，当速度达到设定速度时保持匀速，当电机位置到达减速位置时开始以加速度值减速，当电机位置到达停止位置时电机停止。