电力FPGA 硬件电流环基于FPGA的永磁同步伺服控制系统的设计，在FPGA实现了伺服电机稳态，simulink搭建模型，

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电力系统稳态，simulink搭建模型， FPGA 硬件电流环基于FPGA的永磁同步伺服控制系统的设计，在FPGA实现了伺服电机的矢量控制。有坐标变，电流环，速度环，ad7606采样，电机正交编码器反馈接口，SVPWM，pi运算等等模块。 Verilog语言。

FPGA 硬件电流环

摘要：本文基于 FPGA 实现了永磁同步伺服控制系统的设计，主要包括坐标变换、电流环、速度环、

AD7606 采样、电机正交编码器反馈接口、SVPWM、PI 运算等模块。通过 Verilog 语言实现这些模

块的设计和优化，实现了伺服电机的矢量控制。本文将详细介绍每个模块的原理、设计过程以及实际

应用效果。

1. 引言

在现代工业控制系统中，伺服电机广泛应用于机械臂、自动化设备等领域。永磁同步伺服电机作为一

种高效、高精度的驱动方式，具有响应速度快、扭矩密度大、体积小等优点。为了实现对永磁同步伺

服电机的精确控制，本设计基于 FPGA 实现了硬件电流环。

2. 坐标变换

在永磁同步伺服电机控制系统中，通常采用 dq 坐标系进行控制。dq 坐标系是将三相交流信号转换为

两相信号，方便进行矢量控制。在本模块中，我们使用 CLARKE 和 PARK 变换实现了 dq 坐标的转换

，并将其输出作为电流环的输入。

3. 电流环

电流环是永磁同步伺服电机控制系统中的核心模块，用于控制电机的相电流。本文使用了 PI 控制算

法，通过对电流误差进行测量，并根据 PID 参数计算出控制电压。同时，采用了增量式计算方法，提

高了计算效率，并降低了硬件资源占用。

4. 速度环

速度环是永磁同步伺服电机控制系统中的辅助模块，用于控制电机的转速。本文利用反馈编码器的脉

冲信号，结合增量式计数器实现了转速的测量。通过 PI 控制算法，将转速误差转化为控制电压，进

一步控制电机的转速。

5. AD7606 采样

为了实现对电机电流和电机转速的测量，本文采用了 AD7606 芯片进行信号采样。AD7606 是一款高

速、多通道、低功耗的模拟-数字转换器。通过其 8 个通道，我们可以同时采样多个信号，包括电机

电流和编码器反馈脉冲。

6. 电机正交编码器反馈接口

编码器反馈是永磁同步伺服电机控制系统中反馈信号的重要来源。本文通过设计电机正交编码器反馈

接口，实现了对编码器脉冲信号的读取和解码。通过读取编码器脉冲信号，我们可以获取电机的转角

和转速。

7. SVPWM

硬件电流环基于的永磁同步伺服控制系统的设计在实现了.zip 大约有9个文件

电力FPGA 硬件电流环 基于FPGA的永磁同步伺服控制系统的设计，在FPGA实现了伺服电机稳态，simulink搭建模型，