[發明專利]一種基于嵌入式FPGA的電流控制裝置、系統和方法

在審

• 申請號: 202011486518.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112737455A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張寒冰
• 申請（專利權）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 陳君智

本發明的一個實施例公開了一種基于嵌入式FPGA的電流控制裝置、系統和方法，包括：電流采樣模塊、角度采樣模塊、數據預處理模塊和數據處理模塊，電流采樣模塊用于獲取電流的電流值i_a、i_b和i_c，角度采樣模塊用于獲取電流的角度值θ，數據預處理模塊用于對所述電流值和角度值進行預處理，數據處理模塊用于根據預處理后的角度值和電流值進行對電流值進行控制。

技術領域

本發明涉及電流控制系統設計。更具體地，涉及一種基于嵌入式FPGA的電流控制裝置、系統和方法。

背景技術

使用具有高性價比和優越的低速運行性能等優點的交流永磁同步電機是當前高性能伺服系統的主流趨勢，此類伺服系統具有調速范圍廣、控制精度高、運行穩定等特點，廣泛應用于航空航天、國防科技、工業制造等各種領域。數字控制器相對于模擬控制器具有易于執行復雜算法、開發周期短、體積小等特點，在伺服控制器中應用越來越廣。目前大部分全數字交流伺服驅動控制器是基于單片機或數字信號處理器(Digital SignalProcessor,DSP)軟件控制方式，具有算法執行時間長，并行運算能力差，與模擬單元接口靈活性差等缺點，從而限制系統帶寬的提高。

發明內容

有鑒于此，本發明的第一個實施例提供一種基于嵌入式FPGA的電流控制裝置，包括：

電流采樣模塊、角度采樣模塊、數據預處理模塊和數據處理模塊，

電流采樣模塊用于獲取電流的電流值i_a、i_b和i_c，

角度采樣模塊用于獲取電流的角度值θ，

數據預處理模塊用于對所述電流值和角度值進行預處理，

數據處理模塊用于根據預處理后的角度值和電流值進行對電流值進行控制。

在一個具體實施例中，所述數據處理模塊包括：

坐標變化模塊、PI模塊、載波發生器和SVPWM模塊，

其中坐標變化模塊用于根據預處理后的角度值和電流值進行坐標變化，

PI模塊用于消除電流中的穩態誤差，

SVPWM模塊用于生成電流的PWM波形，

載波發生器用于縮短因生成PWM波形產生的延時時間。

在一個具體實施例中，所述坐標變換模塊包括：

Clark變換模塊、Park變換模塊和iPark變換模塊，

Clark變換模塊用于對電流值i_a、i_b和i_c進行Clark變換，

Park變換用于對Clark變換后的電流值i_β和i_α進行Park變換，

iPark變換用于對電壓值進行iPark變換。

在一個具體實施例中，所述Clarke變換為

在一個具體實施例中，所述Park變換為

令x₀＝i_β，y₀＝i_α，z₀＝θ進行計算

其中i＝0,1,2,…；當z_i0時，d_i＝-1；否則d_i＝1，經過n次迭代后得到：