[发明专利]基于FPGA的直流电机控制器

摘要

一种基于FPGA的直流电机控制器，是以FPGA为核心，整合电机驱动波形发生、闭环控制运算、上位机通信功能于一体，既可以利用ROM自编程、又可以由上位机在线编程的直流电机控制器。可靠性高、控制实时性好、编程简单灵活、应用范围广泛。

主权项

1、一种基于FPGA的直流电机控制器，其特征是由FPGA芯片、FPGA配置芯片、ADC模数转换芯片、电源模块和功率放大模块组成；所述电机控制器利用FPGA芯片对输入的电机霍尔反馈信号进行解码，得到电机转子位置以驱动三相直流无刷电机；或将FPGA芯片霍尔反馈输入端设置为固定的预设电平，以驱动直流有刷电机；电机控制器由FPGA芯片捕获电机光电码盘的两路脉冲信号，比较二者相位得出电机转子的旋转方向，并对脉冲计数得到电机转速；电机控制器利用FPGA芯片控制ADC模数转换芯片对电机的电枢电流进行恒定周期采样；在所述FPGA芯片内分别设置驱动模块、控制模块和通信模块；由控制模块对速度给定和速度反馈比较和运算，得出驱动信号脉宽给定值；驱动模块根据所述脉宽给定值和电机转子位置反馈信号产生相应的带有可编程死区时间的PWM驱动信号，由FPGA芯片输出至功率放大模块，驱动电机构成闭环速度控制系统；所述通信模块至少包括一个含有UART接口的嵌入式MCU，由所述MCU管理FPGA芯片内的用户寄存器，并通过UART接口与上位机通信；在FPGA芯片完成配置后，由所述MCU对FPGA芯片进行内部用户寄存器的初始化，并通过所述UART接口向上位机发出握手信号；上位机通过UART接口与所述MCU通信，并实时读写FPGA芯片内的用户寄存器，实现对电机的远程控制。