【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制，具体涉及一种基于fpga的高速永磁同步电机转速计算方法。
技术介绍
1、随着工业自动化的快速发展，人们对高性能伺服驱动控制提出了更高的要求。而永磁同步电机具有能量密度高、效率高、转矩惯量比高、体积小、重量轻等特点，在航空航天领域有广泛的应用。
2、在电机控制系统中，通常采用数字旋变转换器监测电机的位置和速度，并可以配置相关引脚或者寄存器对分辨率进行设置，以应对电机的不同精度要求。但数字旋变转换器具有以下不足：1、在数字旋变转换器分辨率设置较低时，能测量电机高转速(一万转以上/分钟)的情况，但是此时数字旋变转换器的转速lsb（least significant bit，最低有效位）误差较大，不能满足转速精度要求；2、在数字旋变转换器分辨率设置较高时，满足了转速误差要求，但不能追踪电机高转速(一万转以上/分钟)的情况；3、数字旋变转换器在电机静止状态下，转速仍有跳变值输出，此时转速与转速方向无紧密联系，此转速输入pid（proportional，比例；integral，积分；differential，微分）的速度环调节，会造成pid速度环调节失控；4、在高转速情况下，由于数字旋变转换器转速采集存在滞后性，不能真实反映此刻电机真实转速，进一步影响pid的速度环调节。
3、fpga（fieldprogrammablegatearray，现场可编程门阵列）能实现多通道电机控制，在多电机系统中有着重要的应用。在高速永磁同步电机的控制系统中，速度计算的精度十分重要，因此有必要对速度计算的方法进行
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种基于fpga的高速永磁同步电机转速计算方法，克服了现有数字旋变转换器的不足，能提升高速永磁同步电机转速计算的实时性，进而提升高速永磁同步电机转速计算的精度，能同时满足速度误差和速度监测范围的要求。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种基于fpga的高速永磁同步电机转速计算方法，包括以下步骤：
4、s1、采集高速永磁同步电机的位置点信息，根据高速永磁同步电机的位置点信息获取高速永磁同步电机的位置点差值信息；
5、s2、根据步骤s1中高速永磁同步电机的位置点差值信息，确定高速永磁同步电机的转动情况；
6、s3、根据步骤s2中高速永磁同步电机的转动情况，选取不同转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速。
7、进一步地，在步骤s1中，采集高速永磁同步电机的位置点信息，具体为：根据载波频率，利用数字旋变转换器采集fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息，利用fpga设置第一随机存取存储器，并将fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息存储至第一随机存取存储器。
8、进一步地，在步骤s1中，根据高速永磁同步电机的位置点信息获取并存储高速永磁同步电机的位置点差值信息，具体为：利用fpga设置速度数据计算模块和第二随机存取存储器，根据fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息，利用速度数据计算模块获取fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点差值信息，并将fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点差值信息存储至第二随机存取存储器。
9、进一步地，在步骤s2中，根据高速永磁同步电机的位置点差值信息确定高速永磁同步电机的转动情况，具体为：对fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点差值进行求和，并根据求和结果判断高速永磁同步电机为正转未跨零点、反转未跨零点、正转跨零点、反转跨零点和抖动中的一种，以确定高速永磁同步电机的转动情况。
10、进一步地，在步骤s3中，不同转速计算方式包括正转未跨零点转速计算方式、反转未跨零点转速计算方式、正转跨零点转速计算方式、反转跨零点转速计算方式和抖动转速计算方式。
11、进一步地，在步骤s3中，根据高速永磁同步电机的转动情况，选取不同转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速，具体为：
12、根据高速永磁同步电机正转未跨零点的转动情况，选取正转未跨零点转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速，表示为：
13、；
14、根据高速永磁同步电机反转未跨零点的转动情况，选取反转未跨零点转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速，表示为：
15、；
16、根据高速永磁同步电机正转跨零点的转动情况，选取正转跨零点转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速，表示为：
17、；
18、根据高速永磁同步电机反转跨零点的转动情况，选取反转跨零点转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速，表示为：
19、；
20、根据高速永磁同步电机抖动的转动情况，选取抖动转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速；
21、其中：为高速永磁同步电机的转速，为fpga中速度环速度更新周期内的高速永磁同步电机的结束位置点信息，为fpga中速度环速度更新周期内的高速永磁同步电机的初始位置点信息，为fpga中速度环速度更新周期。
22、进一步地，选取抖动转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速，包括以下分步骤：
23、a1、确定高速永磁同步电机的抖动起始位置点；
24、a2、根据高速永磁同步电机的抖动起始位置点，计算高速永磁同步电机的转速。
25、进一步地，在步骤a1中，确定高速永磁同步电机的抖动起始位置点，具体为：将第二随机存取存储器中的高速永磁同步电机的位置点差值从最后一位数据开始，依次与上一位数据进行比较，将与上一位数据不同的数据对应的位置确定为高速永磁同步电机的抖动起始位置点。
26、进一步地，在步骤a2中，计算高速永磁同步电机的转速，表示为：
27、
28、其中：为高速永磁同步电机的转速，为fpga中速度环速度更新周期内的高速永磁同步电机的结束位置点信息，为fpga中速度环速度更新周期，为载波频率，为fpga中速度环速度更新周期内的高速永磁同步电机的抖动起始位置点，为fpga中速度环速度更新周期内的高速永磁同步电机的抖动起始位置点的前一个位置点的序号。
29、本专利技术具有以下有益效果：
30、本专利技术克服了现有数字旋变转换器的不足，能提升高速永磁同步电机转速计算的实时性，进而提升转速计算的精度，能同时满足速度误差和速度监测范围的要求，并且能计算出电机抖动情况下的转速。
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1.一种基于FPGA的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤S1中，采集高速永磁同步电机的位置点信息，具体为：根据载波频率，利用数字旋变转换器采集FPGA中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息，利用FPGA设置第一随机存取存储器，并将FPGA中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息存储至第一随机存取存储器。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤S1中，根据高速永磁同步电机的位置点信息获取并存储高速永磁同步电机的位置点差值信息，具体为：利用FPGA设置速度数据计算模块和第二随机存取存储器，根据FPGA中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息，利用速度数据计算模块获取FPGA中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点差值信息，并将FPGA中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点差值信息存储至第二随机存取存储器。
4.根据权利要求3所述的一种基于F
5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤S3中，不同转速计算方式包括正转未跨零点转速计算方式、反转未跨零点转速计算方式、正转跨零点转速计算方式、反转跨零点转速计算方式和抖动转速计算方式。
6.根据权利要求5所述的一种基于FPGA的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤S3中，根据高速永磁同步电机的转动情况，选取不同转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速，具体为：
7.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，选取抖动转速计算方式计算高速永磁同步电机的转速，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于FPGA的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤A1中，确定高速永磁同步电机的抖动起始位置点，具体为：将第二随机存取存储器中的高速永磁同步电机的位置点差值从最后一位数据开始，依次与上一位数据进行比较，将与上一位数据不同的数据对应的位置确定为高速永磁同步电机的抖动起始位置点。
9.根据权利要求7所述的一种基于FPGA的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤A2中，计算高速永磁同步电机的转速，表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于fpga的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤s1中，采集高速永磁同步电机的位置点信息，具体为：根据载波频率，利用数字旋变转换器采集fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息，利用fpga设置第一随机存取存储器，并将fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息存储至第一随机存取存储器。
3.根据权利要求2所述的一种基于fpga的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤s1中，根据高速永磁同步电机的位置点信息获取并存储高速永磁同步电机的位置点差值信息，具体为：利用fpga设置速度数据计算模块和第二随机存取存储器，根据fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点信息，利用速度数据计算模块获取fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点差值信息，并将fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点差值信息存储至第二随机存取存储器。
4.根据权利要求3所述的一种基于fpga的高速永磁同步电机转速计算方法，其特征在于，在步骤s2中，根据高速永磁同步电机的位置点差值信息确定高速永磁同步电机的转动情况，具体为：对fpga中速度环速度更新周期内高速永磁同步电机的位置点差值进行求和，并根据求和...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭朋飞，刘雨曦，张竹，陈永，李果村，黄超，任宗琴，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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