磁悬浮电机数字控制器解决方案，提供器件选型

 

项目背景及可行性分析

项目名称：基于FPGA的磁悬浮电机数字控制器

 

项目主要内容：设计了一个基于模糊控制的变参数PID控制器，利用模糊控制的专家推理能力，实时调整PID的系数，以FPGA硬件电路实现算法程序，以改善磁悬浮电机控制系统的控制品质。

 

项目关键技术及创新点：本设计采用基于模糊理论的PID控制技术。以硬件电路实现算法程序，将原来的电路板级产品集成为芯片级产品，从而降低了功耗，提高了可靠性。

 

技术成熟性及待解决问题：磁悬浮电机具有体积小、能量消耗小、较短的轴承和更高的临界速度等优点，因此可以预见，磁悬浮电机在空间应用和高速运行领域有着很好的应用前景。基于模糊理论的PID控制技术已基本成熟，其应用也越来越广泛，但单片系统的数字控制系统还没得到很好的解决（例如集成度不高，体积不够小，速度不够快）。

 

项目实施方案

1.方案基本功能框图及描述

 

本设计所采用的磁悬浮电机控制系统由磁悬浮电机样机、相应的传感器、信号调理电路、FPGA控制器、隔离电路和驱动电路组成。传感器检测出的转子位移和速度的反馈信号，调理后送到FPGA，经过FPGA芯片内部控制器的处理后输出PWM信号，产生电流，以实现磁悬浮电机的稳定运行。

 

2.需要的开发平台 

拟采用的平台：初级板-Spartan-3E,50万门,Flash,SDRAM,USB2.0,Ethernet,VGA,A/D, D/A。

需要的基本功能：内部PowerPC处理器  DRAM  SRAM  Flash  RS-232  LED指示。  

软件部分：用到Ise9.1i和Matlab7.0。

 

3.方案实施过程中需要开发的模块

具体模块包括数据采集模块、信号调理模块、信号隔离模块。

 

4.系统最终要达到的性能指标

能实时有效地对目标对象进行控制，整个系统稳定运行。

 

需要的其它资源

1.设计输入输出功能子板

子板功能描述、接口说明、时间、方式

2.测试设备

需要的测试设备有万用表、示波器、逻辑分析仪等。

3. 仿真、开发工具

开发工具包括Ise、Matlab等，仿真工具用Modelsim。