张 坤， 李金松， 张 琳， 董 砚， 郑 易

(1.河北工业大学控制科学与工程学院，天津 300130;

2.河北工业大学信息工程学院，天津 300401)

基于FPGA和交流步进控制的永磁同步电机伺服系统

张 坤1， 李金松1， 张 琳2， 董 砚1， 郑 易1

(1.河北工业大学控制科学与工程学院，天津 300130;

2.河北工业大学信息工程学院，天津 300401)

以永磁同步电机(PMSM)为控制对象，以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心器件，对交流步进控制方式应用于伺服系统的场合，进行了理论与仿真研究，最后经实际试验验证。仿真与试验结果表明，应用交流步进控制方式的PMSM伺服系统具有良好的速度与位置可控性，能够满足现代工业对伺服系统的高要求。同时，研究结果也为PMSM在高性能控制场合下的应用提供了参考。

现场可编程门阵列;交流步进控制;永磁同步电机;伺服系统

0 引言

永磁同步电机(Permanent Motor Synchronous Motor，PMSM)具有高功率密度、高效率、高功率因数、高转矩惯量比等优点，特别是具有高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积和现行退磁等优异性能的钕铁硼稀土永磁材料的出现和相应的工艺技术的发展，使得PMSM性能不断提高。

随着现代工业的发展，一些领域需要电机与外界进行通信，还有一些领域需要多台电机协同控制，这就要求核心控制器件具有快速且实时的处理能力。基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的电机控制得到越来越多的关注。FPGA实现软件与硬件、高速与灵活性的完美结合，此外，其设计周期短，可移植性好，控制器接口灵活，计算速度更快，易于实现电机控制专用数字芯片。……