[发明专利]一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统

权利要求书

1.一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，该控制系统包括多轴交流伺服电机、轨迹发生器、轨迹及伺服控制模块、电机调节与驱动模块和三相逆变器，其中：

所述多轴交流伺服电机包括多个并行的交流伺服电机；

所述轨迹发生器与所述轨迹及伺服控制模块连接，用于为多个并行的交流伺服电机提供相应的位移参考值θ_ref；

所述轨迹及伺服控制模块一端与所述轨迹发生器连接，另一端与所述电机调节与驱动模块连接，该轨迹及伺服控制模块的输入是所述轨迹发生器提供的交流伺服电机的位移参考值θ_ref，输出是交流伺服电机的q轴参考电流i_q^*和d轴参考电流以及每个交流伺服电机的实际位移量的正余弦计算值；

所述电机调节与驱动模块一端与轨迹及伺服控制模块连接，另外一端与所述逆变器连接，同时，该电机调节与驱动模块还与多轴交流伺服电机连接，一方面用于采集所有所述多轴交流伺服电机中每个交流伺服电机的的实际两相电流，并结合所述轨迹及伺服控制模块输出的实际位移量的正余弦计算值，所述速度控制器提供的所述q轴参考电流i_q^*或外界直接输入的参考电流I^*以及外界输入的d轴参考电流输出每个交流伺服电机模块的脉冲信号，并将该脉冲信号传递给每个所述交流伺服电机对应的所述三相逆变器，该三相逆变器将所述脉冲信号转化为交流信号，通过该交流信号实现对每个所述交流伺服电机的控制，以此实现多轴交流伺服电机的闭环控制。

2.如权利要求1所述的一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，所述轨迹及伺服控制模块包括位置控制器、编码器单元、速度计算单元、速度控制器、数据锁存器和正余弦计算单元，其中：

所述位置控制器与所述轨迹发生器连接，用于将来自所述轨迹发生器的位移参考值θ_ref和编码器单元的实际位移量θ之差转化每个交流伺服电机的参考速度ω_r^*；

所述编码器单元中设置有多个编码器，每个编码器对应一个所述多轴交流伺服电机中的一个交流伺服电机，所述编码器用于获取与其相对应的交流伺服电机的实际位移量θ；

所述速度计算单元与所述编码器单元连接，用于将所述编码器单元的电机实际位移量θ计算为交流伺服电机实际速度ω_r；

所述速度控制器一端与所述位置控制器连接，另一端与所述速度计算单元连接，用于将交流伺服电机的参考速度ω_r^*和实际速度ω_r之差转化为q轴参考电流i_q^*，此外，该速度控制器还与数据锁存器连接，该数据锁存器用于进行信号通道选择，其中一个通道是将所述计算得到的交流伺服电机的q轴参考电流i_q^*传递给所述电流调节及驱动模块，另外一个通道是通过外部输入参考电流I^*并将该参考电流I^*传递给所述电流调节及驱动模块；

所述正余弦计算单元与所述电流调节及驱动模块连接，用于将每个交流伺服电机的实际位移量进行正余弦计算，并将计算结果传递给所述电流调节及驱动模块。