基于FPGA的交流同步电机控制器及其控制方法

摘要

本发明公布了一种基于FPGA的交流同步电机控制器及其控制方法，本发明利用FPGA同时进行编码器、电流传感器反馈数字处理以及对当前电机运行控制；同时在电流反馈传感器数字滤波中减小了由于反馈电流值的系统误差以及共模抑制比造成的动态误差；并且在反馈环节利用数字滤波后的极性占空比代替反馈电流值进行线性数据转换因此避免电流值转换过程中的非线性处理以及乘法计算中带来的数据误差；在电流环和速度环的数据逻辑计算与处理过程中利用数据的绝对值和符号位作为数据组合，简化了编程设计的数据处理；另外在速度环与电流环之间的控制与刷新过程中提供统一的同步时钟使得由电流环与速度环计算控制时数据传输过程中由于时序问题造成的误差得以消除。

主权项

一种基于FPGA的交流同步电机控制器，所述交流同步电机输入端依次串接功率电路和所述控制器，所述交流同步电机转轴上设置光电编码器，其特征在于所述控制器包括由FPGA构成的主控制电路板和接口电路，其中FPGA包括编码器模块、电流滤波模块、极性转换模块、Clark变换模块、Park变换模块、反Park变换模块、定标处理模块、电流环PI调节器与电压转换模块、速度环PI调节器、SVPWM数据处理模块、时序状态转换模块和速度与电流控制同步时钟模块，接口电路包括电流传感器输入与SVPWM输出接口以及编码器接口，所述光电编码器通过编码器接口接编码器模块的输入端，所述功率电路通过其内部的电流传感器输出至电流滤波模块的输入端，同时SVPWM数据处理模块的输出端与功率电路的输入端连接，电流滤波模块的输出端依次串接极性转换模块、Clark变换模块、Park变换模块、定标处理模块、电流环PI调节器与电压转换模块、反Park变换模块后接SVPWM数据处理模块的输入端，编码器模块的输出端串接速度环PI调节器后接电流环PI调节器的输入端并且为Park和反Park变换提供当前转子的转动位置，速度与电流控制同步时钟模块的输出端分别接SVPWM数据处理模块、编码器模块、电流滤波模块、极性转换模块、速度环PI调节器模块，时序状态转换模块的输出端分别接编码器模块、电流滤波模块、极性转换模块、Park变换模块、反Park变换模块、定标处理模块、电流环PI调节器与电压转换模块、速度环PI调节器、SVPWM数据处理模块和Clark变换模块的输入端。