FPGA+MCU的伺服电机控制器系统设计+原理+框图 第2页

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 THE DESIGN OF FPGA+MCU BASED SERVO MOTOR CONTROLLER ABSTRACT
This first general-purpose of this dissertation is the overall project design and planning for the servo control platform, and also it analyzed the core algorithms for the FPGA based interface design. Given a appropriate interface circuit ,An equal precision algorithms designed with FPGA is introduced．It adopts Verilog Hardware
Description Language to implement in servo motor interface modules ,and adds pulse width measurement on the base of traditional frequency measurement, and the HDL was simulated in the ALTERA QUARTUS 9.0 environment. Intended to design a high-performance FPGA-based servo motor interface module. 
Keywords：servo control platform  FPGA  equal precision algorithm  servo motor interface module摘  要
本文首先对通用伺服控制平台项目做了整体的设计规划，并着重分析了基于FPGA的电机接口模块的设计和核心算法，给出相应的接口电路，并对等精度算法和设计思路在ALTERA QUARTUS 9.0的环境下进行了仿真，在实验电路上进行了测试。主要目的在于研究出一款高性能的基于FPGA的伺服电机接口模块。
关键词：伺服控制平台 FPGA 等精度算法 电机接口模块
611U 伺服驱动器各模块组成示意图

2.3伺服电机
2.3.1伺服电机简介
    一个伺服电机内部一般包括一个直流电机、一组变速齿轮组、一个反馈可调电位器以及一块电子控制板。其中，高速转动的电机提供了原始动力，带动变速（减速）齿轮组，使之产生高扭力的输出。齿轮组的变速比越大，伺服电机的输出扭力也越大，也就是说越能承受更高的负载，但转动的速度也相应越低。
2.3.2伺服电机工作原理
伺服电机是一个典型闭环反馈系统，减速齿轮组由电机驱动，其终端（输出端）带动一个线性的比例电位器作位置检测，该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板，控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较，产生纠正脉冲，并驱动电机正向或反向地转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为0，从而达到使伺服电机精确定位的目的。
2.3.3伺服电机的控制本文来自辣^文~论-文.网
标准的伺服电机有三条控制线，分别为电源线、地线及控制线。电源线与地线用于提供内部的电机及控制线路所需的能源，电压通常介于4V-6V之间，该电源应尽可能与处理系统的电源隔离（因为伺服电机会产生噪音）。甚至小伺服电机在重负载时也会拉低放大器的电压，所以整个系统的电源供应的比例必须合理。输入一个周期性的正向脉冲信号，这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms到2ms之间，而低电平时间应在5ms到20ms之间。
2.4 HMI
   远程显示控制器上位机的操作界面，实现交互控制。
2.5控制器上位机部分
2.5.1上位机功能毕业论文http://www.751com.cn
   a.参数配置
b.逻辑控制
c.运动控制
d实时通信
e.绘制实时曲线等功能
2.6以太网模块
2.6.1以太网模块功能
完成系统数据的转发通讯工作与运动控制平台部分之间通过RT-TCP/IP协议进行通讯，而与伺服结构模块之间通过西门子标准总线背板总线进行通讯，通讯的数据主要包括系统的参数配置数据、实时运行数据和计算输出控制数据。
3 FPGA模块详细介绍
3.1实现功能
3.1.1 速度控制
     a.方向检测
     b.速度检测
     c.速度设定
         初始
         预置
         加减速度点设定
         实时改变
     d.加速减速方式规划
       线型
       S型
     e.脉冲发生
3.1.2 位置控制
     a.方向检测
     b位置检测
     c.绝对位置设定
   初始
   预置
   实时改变
   短距离运动优化
     d.相对位置设定

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