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研究生:謝東錦
研究生(外文):Tung-chin Hsien
論文名稱:以FPGA晶片研製線性伺服馬達驅動控制器
論文名稱(外文):Control of Linear Motor Drive Using Field Programmable Gate Array Chips
指導教授:蔡孟勳蔡孟勳引用關係
指導教授(外文):Meng-Shiun Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:機械工程所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:永磁線性同步馬達
外文關鍵詞:FPGApermanent magnet linear synchronous motor
相關次數:
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線性馬達運用於直線運動上,雖具有高加減速能力,低磨損…等優點,但是應用、驅動技術方面皆不如傳統旋轉馬達廣泛成熟。
本文建立一組永磁線性同步馬達驅動系統,包括驅動電路及控制器,場可程式邏輯陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)晶片來研製高性能驅動器,其程式包含,向量控制、電流、速度、位置迴路控制器,以單一顆FPGA達到可程式、穩健性的數位化線性馬達驅動器。本文除了模擬之外,也完成一組實驗設備,包含永磁線性同步馬達、FPGA開發版、驅動電路、回授電路…等,進行實驗驗證。
In linear motor application, although linear motor has some advantage such as owning high-acceleration-deceleration capability, low wear . However, the stability of application and drive technology are worse than rotary motor.
In this paper, a linear motor drive system is established, including drive circuits and controllers, which is manufactured by FPGA (Field Programmable Gate Array) chip. The programs in FPGA are composed of current controller, vector control, velocity controller and position controller. Hence use only one FPGA chip to implement digitized linear motor driver, which is programmable and stable. In this research, both simulation and experiment are involved, including permanent magnet linear synchronous motor (PMLSM), FPGA develop-board, drive circuit and feedback circuit.
第一章 導論 1
1.1 研究背景 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究動機 2
1.4 論文整體架構 3
第二章 永磁式線性同步馬達數學模型與向量控制 4
2.1 簡介線性馬達簡介 4
2.2 永磁式線性同步馬達之數學模型 6
2.2.1 電壓方程式 6
2.2.2 座標轉換 7
2.2.3 永磁式線性同步馬達數學模型與向量控制 10
第三章 控制器設計 13
3.1 伺服控制系統架構介紹 13
3.2 數值原理 13
3.3 控制器設計 14
3.3.1 PI控制器簡介 14
3.3.2 數位化轉換簡介 15
3.3.3 控制晶片設計 16
第四章 永磁線性同步馬達控制器之晶片設計 21
4.1 永磁式線性同步馬達晶片之整體架構 21
4.2 座標轉換電路 22
4.2.1 正弦餘弦產生電路 23
4.2.2 兩相旋轉座標軸轉換到兩相靜止座標軸 24
4.2.3 兩相靜止座標軸轉換到三相靜止座標軸 25
4.2.4 三相靜止座標軸轉換到兩相靜止座標軸 26
4.2.5 兩相靜止座標軸轉換到兩相旋轉座標軸 27
4.3 脈波寬度調變設計 28
4.3.1 正弦脈波調變電路設計 29
4.3.2 空間向量脈波調變電路設計 31
4.4 回授電路設計 37
4.4.1 光學尺和霍爾感測器電路 38
4.4.2 類比轉數位電路 39
第五章 永磁線性同步馬達控制器之實驗硬體架構 42
5.1 前言 42
5.2 永磁線性同步馬達實驗硬體 43
5.3 永磁線性同步馬達控制器驅動電路 45
5.4 永磁線性同步馬達控制器回授電路 47
第六章 實驗結果與分析 51
6.1 前言 51
6.2 整體架構整合實驗 51
6.2.1 電流開迴路控制 51
6.2.2 電流閉迴路控制 56
6.2.3 速度閉迴路控制 59
6.2.4 位置、速度、電流閉迴路控制 60
第七章 結論與未來工作 62
7.1 結論 62
參考文獻 63
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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