伺服控制系统的研究基于arm+fpga的恒张力永磁同步电机

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1、代号10701学号1104121915分类号密级公开TP273题（中、英文）目基于ARM+FPGA的恒张力永磁同步电机伺服控制系统的研究ResearchonServoSystemfortheConstantTensionPMSMBsedonARMandFPGA作者姓名李鹏指导教师姓名、职称陈光达教授学科门类工学学科、专业机械电子工程提交论文日期二○一四年三月西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文

2、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕

3、业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期摘要近年来，随着计算机技术、数字控制技术和微控制技术等飞速发展，伺服控制器以其良好的通用化、智能化、网络化和模块化等优点，在高精度数控机床、机器人、纺织机械、印刷机械、包装机械、医疗机械、半导体设备、自动化流水线、航空航天以及军事等领域得到广泛的使用。目前，伺服控制器已经发展成独立化和系列化的自动化控制类产品。本文的主要工作是围绕恒张力永磁同步电机伺服控制器的设计研发来开展。本文结合某公司的实际非标

4、伺服控制器的控制需求，提出了基于ARM+FPGA永磁同步电机恒张力伺服控制器的设计方案，并完成具体的设计开发。硬件上，完成了电机功率驱动、逆变器电路、电流处理电路、张力采集电路、转速采集和信号处理的硬件设计；软件上，完成对伺服控制器控制功能的实现，包括主控制层函数、接口函数、FPGA核总体逻辑设计，控制的信息的基本配置、电流环控制算法、速度环控制算法、张力环控制算法和中断逻辑的开发、指令解析函数和功能实现层函数，并给出相关的程序设计流程图，对关键设计进行详细阐述。完成上述设计工作后，进行伺服控制系统的测试和实验仿真，仿真测试结果表明：恒张力伺服控制系统能够满足设计要求

5、，张力大小稳定。关键词：伺服控制器ARMFPGA电流环速度环AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofcomputertechnologydigitalcontroltechnologyandmicro-controltechniques,servocontrollerwiththeadvantagesofgoodgeneralization,intelligent,networkedandmodularization,widelyusedinhighprecisionCNCmachinetools,robots,t

6、extilemachinery,printingmachinery,semiconductorequipment,packagingmachinery,medicalmachinery,automatedassemblyline,aerosp-ace,militaryfieldsandothersfields.Atpresent,servocontrollerhasdevelopedintoautomaticcontrolproductswhichisindependentandserialize.Thefocusofthispapercentredonthedesi

7、gnoftheconstanttensionPMSMservocontroller.Combiningtherequiprementsofnon-standardservocontrollerbyacompany,thispaperputsforwardthedesignschemeofconstanttensionPMSMservocontrollerbasedonARMandFPGA,andfinishedthedetaileddesign.Onthehardwareside,motorpowerDrivecircuit,invertercirc