基于DSP和FPGA的望远镜伺服控制系统设计

摘要：

针对交流永磁同步电机驱动的大型望远镜的高精度、低速平稳运行问题，研制了一套基于浮点数字信号处理器（DSP）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的驱动控制器。该控制器以DSP作为主控制器，FPGA作为协控制器，主控制器完成控制算法、接受指令等功能，协控制器实现PWM产生、电流采集、速度检测等功能。根据永磁同步电机矢量控制原理建立了永磁同步电机的数学模型，进行了永磁同步电机控制器的硬件设计；在硬件设计的基础上，采用自适应PI对望远镜的低速控制性能进行了研究。实验结果表明：当望远镜以32.4(″)/s匀速运行时，速度波动范围为±0.648(″)/s；当对望远镜做最大速度为1(°)/s，最大加速度为1(°)/s2的正弦引导时，最大引导误差为9.72″，引导误差RMS值为3.24″；该驱动控制系统能够实现望远镜的低速平稳运行，满足大型望远镜伺服控制系统的性能要求。

关键词：永磁同步电机、矢量控制、DSP、FPGA、自适应PI、低速控制

分类号：TP391.8(计算技术、计算机技术)

资助基金：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新工程资助项目065X32CN60

在线出版日期：2014-04-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：908-914