基于FPGA的PMSM并行控制实现
📚 共计 30 章节
01
PMSM基础与数学模型
永磁同步电机结构、工作原理、Clark变换、Park变换、电压方程与转矩方程
电机原理
坐标变换
02
矢量控制原理
id=0控制、MTPA、弱磁控制、电流环与速度环架构
控制策略
FOC
03
FPGA开发环境搭建
Vivado/Quartus安装、IP核管理、仿真环境配置、硬件调试工具链
工具链
环境
04
Verilog基础与并行思维
组合逻辑与时序逻辑、阻塞与非阻塞赋值、并行语句块、generate语句
Verilog
并行设计
05
定点数运算设计
定点数格式选择、乘法器与加法器设计、CORDIC算法、饱和处理
定点数
CORDIC
06
Clark变换模块设计
三相电流采集接口、Clark变换公式推导、Verilog实现、仿真验证
坐标变换
模块
07
Park变换模块设计
角度输入接口、Park变换公式推导、Verilog实现、时序优化
坐标变换
时序
08
反Park变换模块设计
电压输出接口、反Park变换公式推导、Verilog实现、资源评估
逆变换
资源
09
SVPWM调制原理
电压空间矢量、扇区判断、作用时间计算、七段式与五段式调制
SVPWM
调制
10
SVPWM模块设计
扇区判断、时间计算、比较器、死区时间插入
SVPWM
死区
11
电流采样与调理电路
霍尔电流传感器、ADC选型、信号调理电路、采样时序设计
采样
电路
12
编码器接口模块
增量式编码器原理、ABZ信号解码、M法/T法测速、Verilog实现
编码器
测速
13
绝对式编码器接口
SSI协议、BiSS协议、EnDat协议、Verilog解析实现
绝对式
协议
14
PI控制器原理
模拟PI与数字PI、位置式与增量式、积分分离、抗积分饱和
PI
控制
15
电流环PI控制器设计
电流环带宽设计、PI参数整定、Verilog实现、仿真验证
电流环
PI
16
速度环PI控制器设计
速度环带宽设计、PI参数整定、Verilog实现、仿真验证
速度环
PI
17
并行流水线架构
流水线概念、电流环流水线设计、速度环流水线设计、时序收敛
流水线
时序
18
多电机并行控制架构
多通道复用、资源分时共享、独立参数存储、同步机制
多电机
并行
19
状态机与保护逻辑
启动状态机、故障检测、过流/过压/过温保护、安全停机
保护
状态机
20
通信接口模块设计
SPI接口、UART接口、CAN接口、寄存器映射设计
通信
接口
21
上位机通信协议
Modbus协议、自定义协议、数据帧解析、CRC校验
协议
Modbus
22
参数辨识与自整定
电阻电感辨识、反电动势常数辨识、惯量辨识、FPGA实现
辨识
自整定
23
弱磁控制实现
弱磁区域划分、电压前馈、电流指令计算、FPGA实现
弱磁
控制
24
MTPA控制实现
MTPA曲线查表、电流指令计算、FPGA实现、效率优化
MTPA
效率
25
无传感器控制基础
滑模观测器原理、反电动势观测、锁相环测速、启动策略
无传感器
滑模
26
滑模观测器FPGA实现
电流观测器、反电动势观测器、Verilog实现、仿真验证
滑模
FPGA
27
系统集成与调试
模块互联、时序约束、上板调试、示波器抓波、性能评估
集成
调试
28
硬件在环仿真
HIL平台搭建、FPGA与HIL联调、故障注入测试、边界条件测试
HIL
仿真
29
性能优化与资源评估
LUT/FF/DSP资源分析、时序优化策略、功耗优化、面积优化
优化
资源
30
项目实战：双电机同步控制
龙门同步架构、主从控制、交叉耦合控制、FPGA实现与验证
双电机
同步