[發明專利]一種基于反熔絲型FPGA的雙通道電動伺服控制系統

在審

• 申請號: 201711340466.6
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108267981A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 章猛;張偉;劉關壯;凌幸華
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十二研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明公開了一種基于反熔絲型FPGA的雙通道電動伺服控制系統，采用反熔絲型FPGA，包括內部直連的控制單元模塊和執行單元模塊，所述控制單元模塊包括CPU接口模塊、寄存器組模塊和故障計數模塊，所述執行單元模塊包括A/D采樣控制模塊、2組位置環運算模塊、2組電流環運算模塊、2組PWM產生模塊、2組相位控制模塊、輸出控制模塊、運算控制模塊、HALL同步模塊、緊急制動模塊，其中一組位置環運算模塊、電流環運算模塊、PWM產生模塊、相位控制模塊依次連接，另一組位置環運算模塊、電流環運算模塊、PWM產生模塊、相位控制模塊和HALL同步模塊依次連接。本發明采用反熔絲型FPGA，能夠滿足宇航領域，功能全、可靠高、容量小、成本低的要求。

技術領域

本發明涉及一種電動伺服控制系統，具體是一種基于反熔絲型FPGA的雙通道電動伺服控制系統。

背景技術

雙通道電動伺服控制，應用于航天領域，可以應用于發動機擺角控制，從而實現航天器的軌道調整。實現方案需要滿足高可靠，高性能，高穩定性的要求。

現有技術中一般以DSP+CPLD/FPGA為控制核心，不足之處在于，不能使用長期在空間輻射環境，軟件實現的算法閉環周期分辨率不高。

已有技術方案中也有如本發明類似的單獨FPGA實現控制，不足之處在于，一般使用了IP核，或僅在SRAM型FPGA中實現，不能滿足宇航空間輻射環境，可靠性降低，資源率較大，優化設計不足，無法在資源較小的反熔絲型FPGA中完整實現。

發明內容

為解決上述現有技術中的缺陷，本發明提供了一種基于反熔絲型FPGA的雙通道電動伺服控制系統，在單顆反熔絲FPGA芯片內部實現了完整的雙通道電動伺服控制的功能，功能完整，系統性能達標。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種基于反熔絲型FPGA的雙通道電動伺服控制系統，采用反熔絲型FPGA，包括內部直連的控制單元模塊和執行單元模塊，所述控制單元模塊包括CPU接口模塊、寄存器組模塊和故障計數模塊，所述執行單元模塊包括A/D采樣控制模塊、2組位置環運算模塊、2組電流環運算模塊、2組PWM產生模塊、2組相位控制模塊、輸出控制模塊、運算控制模塊、HALL同步模塊、緊急制動模塊，其中一組位置環運算模塊、電流環運算模塊、PWM產生模塊、相位控制模塊依次連接，另一組位置環運算模塊、電流環運算模塊、PWM產生模塊、相位控制模塊和HALL同步模塊依次連接，所述運算控制模塊分別與所述2組位置環運算模塊、2組電流環運算模塊、2組PWM產生模塊、A/D采樣控制模塊相連，用于實現所述模塊的流程控制；所述輸出控制模塊輸出至2組相位控制模塊，用于內部控制。

優選地，所述反熔絲型FPGA采用ACTEL公司A54SX72CQ208B芯片。

本發明具有以下有益效果：

采用反熔絲型FPGA，更適應高可靠空間環境應用，經過系統優化設計，功能優化設計，能夠在A54SX72ACQ208B中實現，且資源率小于80％；單片機功耗小于0.25W，功率低，硬件實現的位置環、電流環，可靠度高，閉環穩定度高，閉環周期時間分辨率高us級，外圍電路能夠大大減少，電路簡單，可以降低故障概率。

附圖說明

圖1為本發明實施例基于反熔絲型FPGA的雙通道電動伺服控制系統的結構示意圖。

圖2為本發明實施例中內部狀態機示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。