FPGA電機控制

2021-10-25 08:35:10 字數 869 閱讀 6177

​隨著現在電力電子技術、微電子技術和電機控制理論技術的發展,電機控制器的發展經過了一下幾個階段:

1、模擬電路控制階段:

優點:模擬控制器響應速度快,調速範圍寬等。

缺點:需要的元器件多,設計複雜,除錯困難,並且難以實現複雜的電機控制演算法。

2、微控制器(mcu)控制階段:

優點:微控制器**便宜,易於控制,廣泛應用於低端電機控制領域。

缺點:微控制器採用risc流水匯流排結構、且資源有限,開發周期長,運算處理慢,實時性差,無法處理複雜的電機控制演算法。

3、dsp控制階段:

優點:dsp採用哈佛架構、晶元整合度高,運算速度快,有自己的完整指令系統,資料處理能力強,可以實現比較複雜的電機控制演算法。

缺點:在一些電機控制實時性要求高、控制精度要求高的系統中,單片dsp往往無法滿足需求,從而衍生出了」微控制器+dsp「、」雙dsp「和」dsp+fpga「的架構,這種架構可以滿足電機控制系統對實時性和控制精度的要求,但系統的成本和複雜性也隨之增加。

4、fpga控制階段:

近年來,用fpga電控制電機已成為該領域的研究熱點。主要因為fpga擁有豐富的邏輯資源、實時性強、可實現重複程式設計、並行處理資料能力強、i/o資源豐富和開發周期短。除此之外,以fpga設計的電機控制演算法具有很強的移植性,固定演算法可以重複使用,有些程式可以直接呼叫系統的ip核,極大的節省了開發人員的時間。fpga開發採用模組化設計,硬體電路設計的思路,可以解決傳統控制器響應慢,實時性差的問題。
通過上述電機控制器的發展階段,我們可以發現fpga在電機控制系統發揮越來越重要的作用;目前工程實際中較為常見的還是」mcu+fpga「和」dsp+fpga「架構為主。

FPGA在電機控制領域的優勢

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