随着科学与技术的快速发展,高密度智能仓储系统已经成为现代仓储物流的最新发展潮流,穿梭车作为智能仓储系统的核心机构,其控制性能对仓储出入库效率有重大影响。穿梭车是一个多电机复杂控制系统,采用单系统来实现多电机的协调控制,在系统设计和控制技术方面有较大的挑战性,本课题的研究成果对解决穿梭车实际控制问题和应用有重要意义。因为FPGA不同逻辑可以并行执行,能够同时处理不同任务,因此采用FPGA处理器实现多电机控制系统具有成本更低、系统设计周期更短、稳定性更高等优势,本课题采用一块FPGA芯片来实现5台电机协调控制。永磁无刷直流电机具有功率密度高、结构简单、调速性能好、技术成熟等显著优点,可在机器人、新能源汽车等领域广泛应用,本课题穿梭车上多台电机均采用永磁无刷直流电机。本文从无刷直流电机控制系统的发展概况出发,介绍了电机本体结构以及控制原理,推导出无刷直流电机的数学模型及等效电路。对无刷直流电机常用的三闭环控制策略进行介绍,并利用Matlab环境下的Simulink平台搭建仿真模型,从理论上验证了控制算法的可行性。基于FPGA的功能以及特性,本文先是针对不同电机实际运动情况完成单台电机驱动系统设计,并在此基础上完成了多轴无刷直流电机运动控制系统软硬件设计。系统的硬件设计包括系统核心控制电路设计、相关辅助电路设计、功率驱动电路等等。系统软件设计部分采用Verilog语言实现,闭环控制环节通过软件编程实现,多电机控制系统软件主程序由提前设计好的子程序模块搭建而成。在完成系统软硬件设计后,通过搭建实验平台对系统进行持续测试和不断完善,实现5台电机的并行协调控制。实验结果证明,各电机在空载和负载情况下动态响应良好,位置闭环控制准确。最后将该系统应用在仓储物流穿梭车上,穿梭车在各种工况下运行效果良好,满足设计要求。