DSP+FPGA驱动控制：直驱阀音圈电机系统设计

"采用DSP和FPGA直驱阀用音圈电机驱动控制系统 (2011年) - 王大或，郭宏 - 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院" 本文是一篇工程技术论文，发表于2011年4月的《电机与控制学报》第15卷第4期，作者是王大或和郭宏。文章主要探讨了一种创新的驱动控制系统设计，用于直驱阀用音圈电机，该系统采用了浮点数字信号处理器（DSP）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的结合。 在直驱阀用音圈电机的控制系统中，传统的驱动控制器存在一些不足，无法满足高性能的需求。为此，作者提出了一种基于DSP和FPGA的新型驱动控制器架构。在这个系统中，DSP作为主处理器，其主要职责包括上电自检、系统初始化、通信任务以及位置环计算。这些任务是控制电机精确定位的关键部分。 另一方面，FPGA被用作协处理器，承担了更多的实时处理任务，如生成脉宽调制（PWM）信号，管理模拟数字转换（A/D采样）控制，执行数字滤波和过流保护，与DSP之间进行数据交换，并负责电流环计算。这种分工使得FPGA能有效分担DSP的计算压力，确保整个驱动控制系统的实时响应能力。 文章中强调了模块化设计思想的应用，通过使用VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）编程语言，成功实现了FPGA的功能设计。这一设计实现了对音圈电机的双闭环控制，即位置环和电流环的精确控制，从而提高了系统的稳定性和精度。 实验结果证明，采用DSP和FPGA的驱动控制系统能够满足直驱阀用音圈电机的性能需求，且FPGA的引入简化了硬件结构，进一步保证了系统的实时性和可靠性。同时，非线性PID控制策略的运用也是本文的一个亮点，它有助于改善系统的动态性能，增强控制系统的适应性。 总结来说，这篇论文详细介绍了如何利用DSP和FPGA的协同工作来优化直驱阀用音圈电机的驱动控制系统，展示了这种技术在提高电机控制性能和实时性方面的优势。对于理解和研究电机驱动控制、数字信号处理、现场可编程逻辑门阵列以及音圈电机应用的读者来说，这是一篇极具价值的参考文献。