[发明专利]一种基于嵌入式FPGA的电流控制装置、系统和方法

说明书

本发明的一个实施例公开了一种基于嵌入式FPGA的电流控制装置、系统和方法，包括：电流采样模块、角度采样模块、数据预处理模块和数据处理模块，电流采样模块用于获取电流的电流值i_a、i_b和i_c，角度采样模块用于获取电流的角度值θ，数据预处理模块用于对所述电流值和角度值进行预处理，数据处理模块用于根据预处理后的角度值和电流值进行对电流值进行控制。

技术领域

本发明涉及电流控制系统设计。更具体地，涉及一种基于嵌入式FPGA的电流控制装置、系统和方法。

背景技术

使用具有高性价比和优越的低速运行性能等优点的交流永磁同步电机是当前高性能伺服系统的主流趋势，此类伺服系统具有调速范围广、控制精度高、运行稳定等特点，广泛应用于航空航天、国防科技、工业制造等各种领域。数字控制器相对于模拟控制器具有易于执行复杂算法、开发周期短、体积小等特点，在伺服控制器中应用越来越广。目前大部分全数字交流伺服驱动控制器是基于单片机或数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)软件控制方式，具有算法执行时间长，并行运算能力差，与模拟单元接口灵活性差等缺点，从而限制系统带宽的提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个实施例提供一种基于嵌入式FPGA的电流控制装置，包括：

电流采样模块、角度采样模块、数据预处理模块和数据处理模块，

电流采样模块用于获取电流的电流值i_a、i_b和i_c，

角度采样模块用于获取电流的角度值θ，

数据预处理模块用于对所述电流值和角度值进行预处理，

数据处理模块用于根据预处理后的角度值和电流值进行对电流值进行控制。

在一个具体实施例中，所述数据处理模块包括：

坐标变化模块、PI模块、载波发生器和SVPWM模块，

其中坐标变化模块用于根据预处理后的角度值和电流值进行坐标变化，

PI模块用于消除电流中的稳态误差，

SVPWM模块用于生成电流的PWM波形，

载波发生器用于缩短因生成PWM波形产生的延时时间。

在一个具体实施例中，所述坐标变换模块包括：

Clark变换模块、Park变换模块和iPark变换模块，

Clark变换模块用于对电流值i_a、i_b和i_c进行Clark变换，

Park变换用于对Clark变换后的电流值i_β和i_α进行Park变换，

iPark变换用于对电压值进行iPark变换。

在一个具体实施例中，所述Clarke变换为

在一个具体实施例中，所述Park变换为

令x₀＝i_β，y₀＝i_α，z₀＝θ进行计算

其中i＝0,1,2,…；当z_i0时，d_i＝-1；否则d_i＝1，经过n次迭代后得到：