摘 要：針對(duì)印染設(shè)備多單元同步控制中動(dòng)態(tài)性和穩(wěn)定性的問題，提出一種基于DSP和FPGA的嵌入式同步控制器設(shè)計(jì)方案。DSP作為運(yùn)算控制的核心，負(fù)責(zé)控制算法的實(shí)現(xiàn)；FPGA作為數(shù)據(jù)采集模塊的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)靈活，通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，且大大減少了系統(tǒng)的外圍接口器件，降低了成本。采用Bang-Bang控制和數(shù)字PID控制相結(jié)合的雙?？刂扑惴ǎ瑵M足了系統(tǒng)響應(yīng)快速性和穩(wěn)定性的要求，提高了可靠性，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：嵌入式；同步控制；DSP；FPGA

在印染機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)加工過程中，各個(gè)傳動(dòng)單元分別由獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了保證整機(jī)各單元同步協(xié)調(diào)工作，提高產(chǎn)品質(zhì)量，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的同步控制器。多單元同步傳動(dòng)是印染機(jī)械設(shè)備同步控制的關(guān)鍵，但由于交流電機(jī)嚴(yán)重的非線性，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和相應(yīng)的參數(shù)受外界擾動(dòng)因素的影響，增加了實(shí)際同步控制的難度，降低了實(shí)際的控制精度。傳統(tǒng)的控制方案設(shè)計(jì)如帶轉(zhuǎn)換式松緊架的同步系統(tǒng)可靠性差，控制精度不高，難以獲得滿意的控制效果，又由于系統(tǒng)要求快速同步動(dòng)態(tài)跟隨，不允許有大的超調(diào)。因此提出一種基于DSP和FPGA的嵌入式控制器，以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨速度和同步性能。該控制裝置可直接嵌入電控裝置內(nèi)，實(shí)時(shí)、高性能地完成控制功能。

1 系統(tǒng)的總體控制策略
大多數(shù)印染設(shè)備根據(jù)工藝要求都采用聯(lián)合機(jī)方式組成多單元同步拖動(dòng)系統(tǒng)，主電機(jī)的速度作為各從動(dòng)電機(jī)的給定速度，各從動(dòng)單元分別由各自的異步電機(jī)拖動(dòng)，系統(tǒng)要求各單元電機(jī)保持同步運(yùn)轉(zhuǎn)，即各從動(dòng)電機(jī)線速度始終保持與主電機(jī)速度一致，或保持一定的比例關(guān)系。為了驗(yàn)證控制方案的可行性，以雙單元(主動(dòng)機(jī)、從動(dòng)機(jī))交流同步拖動(dòng)系統(tǒng)為例進(jìn)行了研究。印染設(shè)備控制系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

主動(dòng)機(jī)和從動(dòng)機(jī)分別由變頻器1和變