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MPU中使用的电机控制系统越来越多地让理想变为现实,其实许多复杂的和可用的控制算法得于应用。然而,通用SCM信号处理速度太慢,造成了电机的一些性能上的应用局限。通用SCM的功能限制电机控制系统的深入研究,许多设计理念和控制算法不能工作。本文分析了无刷直流电机的发展、结构、工作原理和控制方法,并设计了一种基于FPGA的无刷直流电机控制系统。本文对比一些主要的无刷直流电机控制的方法,选择了通用的一般直流电机控制方案,并验证了整体的控制系统。设计和实现的无刷直流电机控制系统的硬件电路,如FPGA外围电路,驱动电路,电流检测电路等。设计电流环,位置环和速度换的控制算法,并实现了闭环控制的无刷直流电机控制系统的硬件。该无刷直流电机的控制系统采用PWM方式实现对无刷直流电机的控制。其基本原理是FPGA输出的PWM信号经过推挽放大电路,然后驱动六个功率MOSFET,由功率MOSFET组成的三相全桥式逆变电路控制电机定子的换相,位置检测信号和电流检测信号作为反馈信号送回电机控制系统的前端与输入信号共同作用于电机的控制系统。由于电机采用的是无位置传感器的,所以位置参数由无位置传感器专用检测电路测出,并由FPGA的端口进行捕捉定位,电流的反馈信号是通过检测主回路中的采样电阻上的电压降间接得到的,由FPGA的端口进行采样。位置信号用于控制换相,由位置参数计算出电机转速,和给定转速信号进行比较,修正偏差产生电流参考量,再与电流反馈量进行比较,其偏差经电流调节后的信号控制PWM占空比,实现无刷直流电动机的速度与电流控制。无刷直流电机的速度调节主要是通过调节PWM的占空比,改变输出电压而进行调节的。电流信号的采集是通过采样电阻采样到电压信号,间接计算电流值。位置控制采用的是目前无刷电机位置控制比较成熟的方法——反电势过零点检测法。通电调试后,电机在空载和负载情况下工作特性良好,运行稳定,达到预先的设计目的。