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基于FPGA的磁浮軸承控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究

作者: 時間:2010-01-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  加載/減載可使用Flux*來描述,用以表示在0.2 s和0.6 s時刻階躍加載和減載400N。其仿真結(jié)果如圖7所示,所得到的懸浮氣隙波形曲線中的上方為模擬控制,下方為數(shù)字控制。

仿真結(jié)果

  電流輸出結(jié)果要縮小1000倍,圖8所示是其磁鐵電流曲線(單位A),其中實際額定電流值設(shè)定為3.3 A。上方為模擬控制,下方為數(shù)字控制。

磁鐵電流曲線

  4 硬件協(xié)同仿真

  硬件協(xié)同仿真就是在對Matlab—Simulink環(huán)境下所設(shè)計的算法模型進(jìn)行仿真后,“System Gen-erator”可以結(jié)合實際“Xilinx—”的硬件資源生成一個集成有該算法的“硬核”;然后通過把“硬核”下載至中。最后以同樣的信號作為輸入,一路信號接“軟件算法模型”,一路信號接“硬核”,同時觀測兩者的輸出。如果處理結(jié)果一致,則可證明Matlab—Simulink環(huán)境下所設(shè)計的DSP模型是硬件可行的。

  在對數(shù)字控制系統(tǒng)仿真運(yùn)行協(xié)同仿真之后,就會生成新的數(shù)字PID模塊。然后把它重新接入數(shù)字控制系統(tǒng)仿真框圖中,就會得到如圖9所示的硬件協(xié)同仿真系統(tǒng)框圖。

硬件協(xié)同仿真系統(tǒng)框圖

  用圖5的理論控制與圖9進(jìn)行對比,然后連接開發(fā)板,打開電源,并運(yùn)行模型進(jìn)行仿真,則可從仿真波形中很明顯的看到,硬件協(xié)同仿真的結(jié)果和理論結(jié)果完全一樣。

  5 結(jié)束語

  本文采用System Generator對基于FPGA的進(jìn)行了仿真,并將其下載到FP-GA開發(fā)板進(jìn)行硬件協(xié)同,結(jié)果證明,在加載/減載400N力時,所設(shè)計的數(shù)字PID控制器能較好的完成對磁浮軸承系統(tǒng)的控制,并實現(xiàn)穩(wěn)定懸浮。

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