基于fpga的电机控制

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1、基于FPGA的电机控制指导老师：王彦设计了一个基于现场可编程门阵列（FPGA）的电机控制系统。简单介绍了步进电机和直流电机的工作原理和工作特点，并根据两种电机的不同特性设计了基于FPGA的不同的控制电路：以改变频率来控制步进电机的转速；调节脉冲的占空比大小改变输出电压的大小，从而达到控制直流电机的转速的目的。关键字：FPGA步进电机直流电机电机控制PWMDesignoftheMotor-ControlBasedonFPGAAbstract:theelectromotorcontrolsystemisdesignedbasedonFPGA.Thispapersimplyintroduces

2、theprincipleandthecharacrersofcurrent-motorandstep-motor.Andwhat’smore,differentcontrolcircuitsbasedFPGAaredesignedaccorderingtothedifferentcharacteristicofcurrent-motorandstep-motor.Therotatespeedofstep-motoriscontrolledbychangingfrequency.Theoutput-voltagechangesaccorderingtotherateofimpulses,a

3、ndsotheaimtocontroltherotateofcurrent-motorachieve.Keyword:step-motormotor-controlPWMFPGA28目录1.系统设计…………………………………………………………………31.1功能介绍…………………………………………………………………31.2电机控制简介……………………………………………………………31.2.1步进电机的控制………………………………………………………31.2.2直流电机的控制………………………………………………………31.3总体设计方案………………………………………………………41.3.1总体

4、设计思路…………………………………………………………41.3.2方案论证与比较…………………………………………………42.单元电路设计……………………………………………………………72.1.步进电机驱动电路……………………………………………………………72.2.直流电机驱动电路……………………………………………………83.软件设计……………………………………………………………………83.1实现方法……………………………………………………………………83.2程序流程图………………………………………………………………94.系统测试……………………………………………………………………105.结

5、论及参考文献………………………………………………………105.1.结论:…………………………………………………………………………105.2.参考文献:……………………………………………………………………106.附录………………………………………………………………………………1028前言步进电机：一般，电动机都是连续旋转，而步进电动机却是一步一步转动的。每输入一个脉冲信号，步进电机就将电脉冲信号转变为角位移或线位移。在正常情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使它

6、在速度、位置等控制领域应用非常广泛。步进电动机的种类很多，按励磁方式可分为反应式、永磁式和感应子式；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。直流电机：目前，直流电动机在控制系统中的应用十分广泛。直流电动机的工作原理比较简单：当定子中的励磁磁通和转子中的电流相互作用时，就会产生电磁转矩驱动电枢转动，恰当地控制转子中电枢的电流的方向和大小，就可以控制直流电动机的转动方向和转动速度。电枢电流为零时直流电机则停止不动。1.系统设计1.1功能简介一、基本功能（1）步进电机能够在四相八拍工作方式下连续运行。（2）能实现步进电机正反转及速度变换。（3）能够实现直流电机的正反转及速度调节（4）显示电机工

7、作状态1.2电机控制简介1.2.1步进电机的控制步进电机能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移，不需要A/D转换，步进电机的空载启动频率一般较高，而运行频率相对来说较低，以超过空载频率启动将出现失步甚至无法启动。为了保证控制速度的精确性,要从一个速度准确达到另外一个速度，就要建立一个校验机制，以防超过或未达到所需速度.步进电机的脉冲分配:步进电机的脉冲分配是通过电机的通电换相来实现的。例如：四相步进电机的八拍工作方式，当电机正转时，其