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基于FPGA的三坐标测量机电机控制系统

1 概述

  随着工业的发展,三坐标测量机越来越显示出其重要作用。而电机控制系统对三坐标测量机的运行有着非常重要的作用。由于FPGA可以现场可编程,可以实现专用集成电路,能满足片上系统设计(SOC)的要求,使其日益成为系统的关键部件。本文介绍一种基于FPGA的电机控制系统,用于控制三坐标测量机电机运行。

  系统主要由PC机、控制电路、驱动器和电机组成。系统结构图见图1。

  其中PC机,由VC++实现用户界面,发出的命令由FPGA进行接收和缓存,单片机进行分析处理产生控制命令,控制命令再经过FPGA传入驱动器,控制电机运行。同时电机状态信息反馈回PC机,用于人机交互。系统中FPGA选用的是Altera公司的Cyclone系列。

  2 系统功能实现

  下面分别介绍FPGA实现电机控制功能的几个重要部分。

  2.1编码器进行速度、位移量测量的实现方法

  编码器为传感器类的一种,主要用来侦测机械运动的速度、位置、角度、距离或计数,在电机控制中用于换相、速度及位置的检出,作用十分重要。 光电编码器具有分辨率高,响应速度快,体积小,重量轻,耐恶劣环境等特点,故常被用作高精度位置检测传感器。它的精度或分辨率主要决定于每转输出的脉冲数(对增量式编码器而言)。根据控制需要,还可以利用倍频技术来提高位置检测精度。[5]本系统使用增量式编码器即增量编码盘

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