El modelado, la simulación y la implementación basada en FPGA para el diseño de un sistema de control en bucle cerrado de motor paso a paso de amplio rango de velocidad
Autores: Lai, Chiu-Keng; Ciou, Jhang-Shan; Tsai, Chia-Che
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
El modelado, la simulación y la implementación basada en FPGA para el diseño de un sistema de control en bucle cerrado de motor paso a paso de amplio rango de velocidad
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Matrices de puertas programables en campo
Chip FPGA
Controlador de motor paso a paso
Control en bucle cerrado
Estrategia de control vectorial
Control de velocidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Debido a los beneficios del procesamiento programable y paralelo de las matrices de puertas programables en campo (FPGAs), se han utilizado ampliamente para la realización de controladores digitales y sistemas de accionamiento de motores. Además, pueden ser utilizados para integrar varias funciones como un sistema embebido. En este documento, basado en Matrix Laboratory (Matlab)/Simulink y el chip FPGA, diseñamos e implementamos un controlador de motor paso a paso. Generalmente, los sistemas de control de movimiento impulsados por un motor paso a paso pueden estar en forma de bucle abierto o cerrado, y se utilizan generadores de pulsos para generar una serie de comandos de pulso, de acuerdo con la aceleración/duración/desaceleración deseada, para que el sistema de accionamiento gire el motor. En este documento, la velocidad y la posición se diseñan en control de bucle cerrado, y se aplica una estrategia de control vectorial al ángulo del rotor obtenido para regular la corriente de fase del motor paso a paso y lograr el rendimiento de operarlo en situaciones de baja, media y alta velocidad. Se presentan los resultados de simulaciones y experimentos prácticos basados en el sistema de control implementado en FPGA para mostrar el rendimiento en el control de velocidad de amplio rango.
Descripción
Debido a los beneficios del procesamiento programable y paralelo de las matrices de puertas programables en campo (FPGAs), se han utilizado ampliamente para la realización de controladores digitales y sistemas de accionamiento de motores. Además, pueden ser utilizados para integrar varias funciones como un sistema embebido. En este documento, basado en Matrix Laboratory (Matlab)/Simulink y el chip FPGA, diseñamos e implementamos un controlador de motor paso a paso. Generalmente, los sistemas de control de movimiento impulsados por un motor paso a paso pueden estar en forma de bucle abierto o cerrado, y se utilizan generadores de pulsos para generar una serie de comandos de pulso, de acuerdo con la aceleración/duración/desaceleración deseada, para que el sistema de accionamiento gire el motor. En este documento, la velocidad y la posición se diseñan en control de bucle cerrado, y se aplica una estrategia de control vectorial al ángulo del rotor obtenido para regular la corriente de fase del motor paso a paso y lograr el rendimiento de operarlo en situaciones de baja, media y alta velocidad. Se presentan los resultados de simulaciones y experimentos prácticos basados en el sistema de control implementado en FPGA para mostrar el rendimiento en el control de velocidad de amplio rango.