項目背景及可行性分析

項目名稱：基于FPGA的磁懸浮電機數(shù)字控制器

項目主要內(nèi)容：設計了一個基于模糊控制的變參數(shù)PID控制器，利用模糊控制的專家推理能力，實時調整PID的系數(shù)，以FPGA硬件電路實現(xiàn)算法程序，以改善磁懸浮電機控制系統(tǒng)的控制品質。

項目關鍵技術及創(chuàng)新點：本設計采用基于模糊理論的PID控制技術。以硬件電路實現(xiàn)算法程序，將原來的電路板級產(chǎn)品集成為芯片級產(chǎn)品，從而降低了功耗，提高了可靠性。

技術成熟性及待解決問題：磁懸浮電機具有體積小、能量消耗小、較短的軸承和更高的臨界速度等優(yōu)點，因此可以預見，磁懸浮電機在空間應用和高速運行領域有著很好的應用前景?；谀：碚摰腜ID控制技術已基本成熟，其應用也越來越廣泛，但單片系統(tǒng)的數(shù)字控制系統(tǒng)還沒得到很好的解決（例如集成度不高，體積不夠小，速度不夠快）。

項目實施方案

1.方案基本功能框圖及描述

本設計所采用的磁懸浮電機控制系統(tǒng)由磁懸浮電機樣機、相應的傳感器、信號調理電路、FPGA控制器、隔離電路和驅動電路組成。傳感器檢測出的轉子位移和速度的反饋信號，調理后送到FPGA，經(jīng)過FPGA芯片內(nèi)部控制器的處理后輸出PWM信號，產(chǎn)生電流，以實現(xiàn)磁懸浮電機的穩(wěn)定運行。

2.需要的開發(fā)平臺

擬采用的平臺：初級板-Spartan-3E,50萬門,Flash,SDRAM,USB2.0,Ethernet,VGA,A/D, D/A。

需要的基本功能：內(nèi)部PowerPC處理器DRAMSRAMFlashRS-232LED指示。

軟件部分：用到Ise9.1i和Matlab7.0。

3.方案實施過程中需要開發(fā)的模塊

具體模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號調理模塊、信號隔離模塊。

4.系統(tǒng)最終要達到的性能指標

能實時有效地對目標對象進行控制，整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

需要的其它資源

1.設計輸入輸出功能子板

子板功能描述、接口說明、時間、方式

2.測試設備

需要的測試設備有萬用表、示波器、邏輯分析儀等。

3. 仿真、開發(fā)工具

開發(fā)工具包括Ise、Matlab等，仿真工具用Modelsim。