多级电机同步驱动系统的特点及其控制系统的设计

　　本文根据多级电机同步驱动系统的运动特点，设计了基于DSP+FPGA 的多交流电机同步运行控制系统，并运用PID 控制方法，通过对同步驱动系统中的传动电机实施速度同步补偿，达到了高精度的同步调速。在空载条件下进行了不同转速的同步运行实验，收稿日期：2006-02-21 实验结果表明，该系统可以实现多交流电机同步运行高精度控制。

　　1 系统简介

　　在交流变频调速系统中，DSP+FPGA 方式是目前国际上比较先进的方法。现场可编程门阵列（FPGA）与专用集成电路相比较，优点主要在于有很强的灵活性，其内部逻辑功能可以根据需要在系统上配置，修改和维护方面非常方便。与FPGA相比，DSP在高精度交流变频调速系统中适合完成结构复杂的控制算法。本系统核心运算部分采用TMS320VC5402 处理器芯片。TMS320VC5402 芯片是一种适用于电机控制的DSP芯片，系统运行时，FPGA同步采集安装在各个交流电动机轴上的增量式光电编码器的

　　编码信号，并据此获得各轴的转速信号和位置信号，该DSP 处理器芯片主要是用来对多路FPGA同步采集安装在各交流电动机轴上的增量式光电编码器信号进行处理，对多部交流电机同步运转的转速、位置的设置要求进行相关的PID控制运算。然后，再将控制指令经D/A转换后发送到各交流电机的变频器，实现多部交流电机同步运转。系统构成如图1所示。

　　本系统控制部分采用ALTREA 公司的EP1C6Q240C8的芯片。它是一种主要用于处理时序逻辑电子电路的高性能芯片。它与单片机最大的区别就是在于它的并行性，能够并行地采集、处理和输出信号，这一点为提高整个系统的运行速度起了很大的作用，是本系统实现并行性的关键所在。

　　安装在各交流电动机轴上的增量式光电编码器输出3路脉冲信号，相差90°的A、B 脉冲信号用来判别和检测电机的转向、位置、转速，Z信号为每转输出一个脉冲的零位参考信号［1］。