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使用FPGA进行直流电机控制设计的设计说明书免费下载
饶杰
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随着科技的进步，电机已经应用在了各个方面，人们对于电机控制的要求也在不断地改变着，从最开始的简单的开与关控制，到现在的高精度的控制。实现高精度的前提当然是技术人员的不懈努力的结果，要做到高精度其中当然少不了使用反馈进行闭环调节，做到自动调控误差。虽然闭环控制有其好处，但是还是不能够完全放弃开环控制，因为开环控制简单可靠，能持续稳定运行。为此，在本次对直流流电机的控制实验中，使用FPGA编程实现一系列功能，并做到开闭环能够手动切换。
整个程序包含如下几个部分：
矩阵键盘模块：使用矩阵键盘输入预定的转速，使输入的数值显示在数码管上，并能够做到移位显示。
脉冲消抖模块：对霍尔元件产生的脉冲进行消抖，然后再输入到测速模块，这样能够提高计量精度。
测速模块：该模块对消抖模块发送来的信号进行计数，转换为转速然后输入到显示模块进行显示，同时把测出的转速输入到闭环模块供反馈比较使用。
数码管显示模块：对需要显示的数转化为对应二进制数并进行显示。
开闭环模块：该模块对开环与闭环状态进行转换，并进行闭环控制的具体算法实现和调节
PWM波产生模块：产生PWM波输出给直流电机进行速度调控
本次设计需要使用PWM技术对电机进行速度调节，需要进行闭环控制和开环控制。还需要进行速度的测试及显示等功能。
做到的性能要求如下：
a） 电机的转速通过矩阵键盘的键入值进控制，同时转速和键入值需要分别显示在4位的数码管上；
b） 做到开环调节和闭环调节，能够自由选择控制方式；
c） 对电机产生的脉冲进行消抖，使测速更加精准；
d） 开环和闭环的控制误差都得小于2%；
e） 进行闭环调节时，在不影响精度的情况下尽量提高反应速度。
系统原理框图如图一所示：通过转速预置设置预置转速值，若是在开环情况下，直接将数据送入转速寄存产生PWM波。而在闭环情况下，预置转速与实际转速相比较，通过判断对需要转速值进行加减，再与锯齿波比较产生PWM波。将产生的PWM波送入直流电机以驱动之，直流电机转动通过霍尔元件产生脉冲，再通过频率计计数送入转速检测模块，至此便形成了闭环调节。
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皓轩lll
2019-04-13
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