周柳娜

摘要：本文的特点在于在FPGA平台完成对霍尔传感器输出的脉冲信号进行采集、处理，实现无刷直流电机的转子转速计算，同时结合使用直流电机功率驱动模块，共同完成对小型直流电动机的速度测量与控制[1]。以FPGA为开发平台，PID算法实现嵌入FPGA内部，可以保证整个测量与控制系统可定制化、开发周期短、灵活性更高。

关键词：FPGA;直流电机;PID

中图分类号：TM33 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）07-0125-02

1 背景意义

直流电机良好的启动性和灵活的调速特性，在国民经济发展过程中起着不可替代的作用。随着直流电动机应用场景的复杂化，功能单一的直流电动机测速与控制系统已不能满足实际需求，为适应各行业发展，设计一款可以迅速完成电机加/减等复杂控制功能的直流电机测速与控制系统势在必行。

2 系统总体设计分析

系统包含多个功能模块，各个功能模块间存在控制信息和数据信息的交换，设计中控制信息由各模块的端口进行交换，而数据信息的交换本设计主要采用的是异步串口通信方式[2]。

如图1系统设计结构无刷直流电机控制系统主要由两部分组成，包括有ARM（STM32F103RCT6）为核心的算法模块、FPGA（EP4CE6F17C8N）为核心控制模块，两个模块间采用串口通信进行信息交换。ARM核的算法模块中主要由速度环控制器、电流环控制器组成，控制器中分别编写了模糊PID、传统PID算法，实现本系统双闭环结构，闭环输入为FPGA串口发送的当前转速，输出为调节后的PWM占空比数值[3]。FPGA核的控制模块……