[实用新型]一种基于FPGA的多轴电机流水线控制系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的多轴电机流水线控制系统，其特征在于，包括设置于FPGA可编程逻辑器件上的电机运算电路(3)、流水线控制电路(5)、多路数据采集电路(1)、多路接口电路(2)和多路调制输出电路(4)；

所述数据采集电路(1)的数量、所述接口电路(2)的数量和所述调制输出电路(4)的数量均相同；

所述电机运算电路(3)、所述流水线控制电路(5)、所有所述数据采集电路(1)、所有所述接口电路(2)和所有所述调制输出电路(4)均分别与所述FPGA可编程逻辑器件电连接，所有所述数据采集电路(1)、所有所述接口电路(2)和所有所述调制输出电路(4)均分别与所述电机运算电路(3)电连接，所有所述数据采集电路(1)、所有所述接口电路(2)和所有所述调制输出电路(4)均分别与所述流水线控制电路(5)电连接；

其中，所述流水线控制电路(5)提供第一时序和第二时序，所有所述数据采集电路(1)的输出数据和所有所述接口电路(2)的输出数据按照所述第一时序以流水线方式轮询输入到所述电机运算电路(3)中，所有所述调制输出电路(4)按照所述第二时序以流水线方式轮询接收所述电机运算电路(3)的输出数据。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的多轴电机流水线控制系统，其特征在于，每路所述数据采集电路(1)均包括编码器(11)和电流传感器(12)；

在任一路所述数据采集电路(1)中，所述编码器(11)和所述电流传感器(12)均分别与所述电机运算电路(3)电连接，所述编码器(11)和所述电流传感器(12)均分别与所述流水线控制电路(5)电连接，所述编码器(11)和所述电流传感器(12)均分别与所述FPGA可编程逻辑器件电连接。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的多轴电机流水线控制系统，其特征在于，所述电机运算电路(3)包括位置反馈计算子电路(31)、位置误差计算子电路(32)、位置调节子电路(33)、速度反馈计算子电路(34)、速度误差计算子电路(35)、速度调节子电路(36)、电流反馈计算子电路(37)、电流误差计算子电路(38)和电流调节子电路(39)；

所述位置误差计算子电路(32)依次通过所述位置调节子电路(33)、所述速度误差计算子电路(35)、所述位置调节子电路(33)和所述电流误差计算子电路(38)与所述电流调节子电路(39)电连接，所有所述接口电路(2)的输出端均分别与所述位置误差计算子电路(32)电连接，所有所述调制输出电路(4)的输出端均分别与所述电流调节子电路(39)电连接，所有所述编码器(11)的输出端均通过所述位置反馈计算子电路(31)分别与所述位置误差计算子电路(32)电连接，所有所述编码器(11)的输出端还均通过所述速度反馈计算子电路(34)分别与所述速度误差计算子电路(35)电连接，所有所述电流传感器(12)的输出端均通过所述电流反馈计算子电路(37)分别与所述电流误差计算子电路(38)电连接；所述位置反馈计算子电路(31)、所述位置误差计算子电路(32)、所述位置调节子电路(33)、所述速度反馈计算子电路(34)、所述速度误差计算子电路(35)、所述速度调节子电路(36)、所述电流反馈计算子电路(37)、所述电流误差计算子电路(38)和所述电流调节子电路(39)均分别与所述FPGA可编程逻辑器件电连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于FPGA的多轴电机流水线控制系统，其特征在于，所述第一时序包括所有所述数据采集电路(1)的输出数据和所有所述接口电路(2)的输出数据以流水线方式轮询输入到所述电机运算电路(3)中的输入脉冲周期和输入先后顺序，以及每相邻两个通道的所述数据采集电路(1)的输出数据和每相邻两个通道的所述接口电路(2)的输出数据以流水线方式轮询输入到所述电机运算电路(3)中的输入脉冲间隔；

所述第二时序包括所有所述调制输出电路(4)以流水线方式轮询接收所述电机运算电路(3)的输出数据的输出脉冲周期和输出先后顺序，以及每相邻两个通道的所述调制输出电路(4)以流水线方式轮询接收所述电机运算电路(3)的输出数据的输出脉冲间隔；

所述输入脉冲周期与所述输出脉冲周期相等，所述输入脉冲间隔与所述输出脉冲间隔相等，所述输入先后顺序与所述输出先后顺序相同，且所述输入先后顺序和所述输出先后顺序均分别与电机轴号的排序相同。