于凯平， 郭宏， 吴海洋

(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191)

0 引言

速度伺服是伺服控制系统的重要组成部分之一，在电动汽车、电动轮椅和机器人等领域有广泛应用［1－3］。在这些领域中，往往需要同时使用多台电机，并且具有速度同步控制的需求。传统的方式，都是采用基于单个微控制器或单个定点数字信号处理器(digital signal processor，DSP)的控制器控制单台电机，这些控制器之间通过总线通讯实现速度的同步控制，其存在两点不足［4－5］:孩系统结构复杂，成本高;虎控制器难以实现多电机系统的复杂速度伺服控制算法。近年来，现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)已逐渐应用于电机控制中。FPGA可以替代复杂的逻辑电路，在简化系统结构，实现控制器小型化等方面发挥重要作用［6］。因此，基于DSP+FPGA的控制平台技术是目前电机驱动伺服领域的研究热点之一［7－11］。并且，在控制平台中采用浮点DSP便于实现复杂的控制算法，完成高精度的速度伺服控制。

设计了一种以浮点DSP和低成本FPGA为核心的控制平台，划分了DSP和FPGA各自承担功能，并介绍了具体的实现。以2台无刷直流电动机(brushless DC motor，BLDCM)为控制对象，对基于DSP+FPGA的多电机驱动控制平台的功能进行了验证。

1 控制平台的结构和功能

多电机速度伺服系统的结构包括一个控制平台，两个驱动器和两台BLDCM，如图1所示。

图1 多电机速度伺服系统的结构Fig.1 The structure of multi motors speed-servo system

设计的控制平台以浮点DSP－TMS320VC33和低成本FPGA－EP2C8为核心，需要完成的功能包括:

1)接收速度指令;

2)完成速度环计算;

3)完成电流环计算;