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一種基于FPGA和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片的制作方法

文檔序號(hào):39384188發(fā)布日期:2024-09-13 11:45閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述芯片包括通過(guò)fpga實(shí)現(xiàn)的一個(gè)上位機(jī)通信模塊及多個(gè)電機(jī)控制通道,每個(gè)所述電機(jī)控制通道包括特征參數(shù)辨識(shí)與慣量估計(jì)模塊、位置控制模塊、轉(zhuǎn)速控制模塊、電流控制模塊、svpwm模塊、電流處理模塊和編碼器處理模塊;

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述電流處理模塊通過(guò)自適應(yīng)濾波器對(duì)采集到的電流值進(jìn)行濾波。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述通過(guò)自適應(yīng)濾波器對(duì)采集到的電流值進(jìn)行濾波,具體為:通過(guò)自適應(yīng)fir濾波器對(duì)采集到的相電流濾波,具體包括:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述svpwm模塊通過(guò)fpga的邏輯控制功能,生成svpwm信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述特征參數(shù)辨識(shí)與慣量估計(jì)模塊采用模型參考自適應(yīng)算法對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì),以適應(yīng)不同的負(fù)載條件。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述模型參考自適應(yīng)算法具體包括:

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述位置控制模塊采用基于特征模型的自適應(yīng)離散滑??刂破鲗?duì)電機(jī)的目標(biāo)位置進(jìn)行控制。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述基于特征模型的自適應(yīng)離散滑模控制器的構(gòu)建過(guò)程包括:

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述上位機(jī)采用can或串口的方式與所述芯片通信。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于fpga和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片,其特征在于,所述編碼器處理模塊通過(guò)fpga的i/o接口采集電機(jī)編碼器的脈沖信號(hào)。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于FPGA和特征模型的多通道高速高精度伺服控制芯片。該芯片包括通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)的一個(gè)上位機(jī)通信模塊及多個(gè)電機(jī)控制通道,每個(gè)所述電機(jī)控制通道包括特征參數(shù)辨識(shí)與慣量估計(jì)模塊、位置控制模塊、轉(zhuǎn)速控制模塊、電流控制模塊、SVPWM模塊、電流處理模塊和編碼器處理模塊。通過(guò)FPGA的高速并行處理能力,芯片能夠?qū)崟r(shí)采集和處理反饋信號(hào),使用自適應(yīng)濾波和滑??刂扑惴▽?shí)現(xiàn)高精度的電機(jī)位置和速度控制。特征參數(shù)辨識(shí)與慣量估計(jì)模塊可在線更新電機(jī)模型參數(shù)適應(yīng)不同的負(fù)載條件,保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。本發(fā)明通過(guò)將伺服系統(tǒng)高精度控制算法設(shè)計(jì)成專用芯片,僅需少量外圍電路即可完成高速高精度伺服控制系統(tǒng)的開發(fā)。

技術(shù)研發(fā)人員:郝坤鵬,吳益飛,張磊,李炎亮,張全,張?jiān)屎?郭健,陳慶偉,高陽(yáng),徐宇蒙,楊帆
受保護(hù)的技術(shù)使用者:西安昆侖工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/9/12
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