基于FPGA的直流电机控制系统设计：VHDL实现与调速策略

本文档《基于EDA的直流电机控制系统设计》由吉林大学远程教育的13级本科生张智撰写，专业为机械电子，指导教师为副教授王昕。论文围绕直流电机控制系统的设计展开，利用了前沿的FPGA技术，实现了全数字步进电机控制系统。 作者首先对直流电机的工作原理进行了详尽的阐述，包括其特点、基本结构（定子和转子部分）以及PWM调速原理，强调了直流电机在现代工业中的重要性和调速控制的需求。接着，论文深入探讨了FPGA技术，这是整个系统的核心，FPGA作为现场可编程逻辑器件，以其灵活性、广泛的应用范围和成本效益著称。 FPGA的设计原理和硬件描述语言VHDL被详细介绍了，VHDL是设计硬件电路的一种高级语言，它提供了一种系统级的设计方法，使得设计者可以直接描述硬件行为，而不是底层的逻辑门级。论文还描述了采用VHDL进行设计的一般流程，包括从系统需求分析到硬件实现的各个环节。 在设计原理部分，作者提出了针对直流电机的PWM调速方案，并具体描述了FPGA内部逻辑的构成，包括PWM脉冲调制信号电路模块和逻辑控制模块。电路的模块化设计使得系统易于维护和扩展，每个子模块都经过了仿真测试，验证了其功能的正确性和可靠性。 仿真结果部分展示了正/反转控制、启/停控制、加/减速控制的仿真效果，通过数据分析，证明了系统的有效性和性能。最后，文章总结了研究成果，表达了对导师和帮助过自己的人的感谢，并引用了相关的参考文献，以展示研究的严谨性和深度。 这篇论文不仅深入讲解了直流电机控制技术和FPGA的应用，还展示了作者在实际项目中的实践能力，对于从事该领域研究的学生和工程师具有很高的参考价值。