[发明专利]基于FPGA的无刷直流电机的控制方法

摘要

基于FPGA的无刷直流电机的控制方法，属于电机控制领域，本发明是为了解决现有过零检测方法中软件算法的串行性会引入一定的执行延时，而且它还会增加CPU的负担，限制了电机其它控制任务的完成；另外，传统的反电势过零检测法仅能在20％以上额定转速以上才能使用，调速范围受到很大制约的问题。本发明方法包括：1.电机软启动；2.采样电机信号；3.采样信号分配处理；4.反电势过零检测单元处理采样信号并输出实际转速和闭环换相信号；5.转速电流双闭环负反馈PI调节器输出闭环占空比；6.PWM控制器输出控制信号驱动无刷直流电机运行。

主权项

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。