以大型積體電路研製交流伺服系統中之電流控制器

Abstract

傳統以微電腦為基礎之伺服馬達控制系統架構中，由於電流迴路之頻寬甚高，一般微 處理機無法提供如此的抽樣頻率，因此電流迴路大多採取類比方式；而類比電路除了 對溫度敏感、存在參數漂移及老化的問題外，也成為伺服系統積體化、數位化的阻礙 。 在本論文中，我們提出以單晶片微電腦與可程式邏輯閘陣列為基礎的系統架構，其特 點在於：(1) 以單一大型積體電路取代傳統類比控制電路，進行伺服馬達之電流控制 ；(2) 以單邊驅動的方式將PWM 之切換頻率提高至30KHz 以上，改善系統響應；(3) 以雙準位之PWM 進行切換，達到強健之電流控制；(4) 採取SRAM型態之PGA ，使用者 可以在不修改硬體設計的情況之下變更電路設計；(5) 建立基本輸入輸出系統，減少 使用者撰寫控制程式的負擔，降低研發週期。 本論文以建立硬體架構與設計切換法則為主，系統以無刷直流馬達為控制對象，並以 多種不同型式之數位PWM 電路設計，配合控制程式的撰寫，達成強健之電流控制。