FPGA-Realisierung eines adaptiven Fuzzy-Controllers für einen PMLSM-Antrieb

In diesem Papier wird eine Hardware-Realisierung eines adaptiven Fuzzy-Controllers (AFC) für ein permanenterregtes, lineares Synchronmotorantriebssystem (PMLSM) auf der Basis der Technologie von feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGA) vorgestellt. Zunächst wird ein mathematisches Modell des PMLSM-Antriebs definiert; um dann die Leistung des PMLSM-Antriebssystems zu steigern, wird ein AFC, konzipiert durch eine fuzzy Basisfunktion und einen parameterverstellbaren Mechanismus, in die Positionsregelungsschleife des PMLSM-Antriebssystems angewendet, um den Auswirkungen der systemdynamischen Unsicherheit und der externen Last entgegenzuwirken. Eine Punkt-zu-Punkt (PTP) Bewegungstrajektorie, die mit dem trapezförmigen Geschwindigkeitsprofil entworfen wurde, wird betrachtet, um die Bewegung des PMLSM zu Beginn und am Ende zu glätten. Zweitens wird eine endliche Zustandsmaschine (FSM), die mit einem Multiplikator, einem Summator, einer Lookup-Tabelle sowie einigen Komparatoren und Registern verbunden ist, vorgestellt, um das gesamte AFC zu modellieren, und eine VHSIC-Hardwarebeschreibungssprache wird verwendet, um den Schaltkreis der FSM zu beschreiben. Darüber hinaus wird ein Nios II eingebetteter Prozessor verwendet, um die Funktion des PTP-Bewegungsalgorithmus softwareseitig zu implementieren. Schließlich wird ein Experimentalsystem eingerichtet, um die Wirksamkeit des vorgeschlagenen FPGA-basierten AFC und des PTP-Bewegungssteuerungssystems zu überprüfen, und einige experimentelle Ergebnisse werden theoretisch bestätigt.