路灯车起升控制器硬件系统,  云浮路灯车出租, 云浮路灯车租赁, 云浮路灯车出租公司  在路灯车中，控制器是整车电控系统的核心，同时也是路灯车企业和市场为路灯车的定价标准。路灯车控制器主要实现驱动路灯车行走、货叉升降、整车灯光、仪表、显示等控制功能。通常控制器分为行走控制器和货叉起升控制器。以路灯车起升控制电机为研究对象，结合第2章和第3章介绍的基本理论知识，分析路灯车起升控制器的功能需求，给出控制器的整体结构框图，并分块设计了控制器中各模块硬件电路。

       路灯车起升控制器的硬件总体框。  控制器的核心处理器由现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)构成。 FPGA主要用于采集并保存路灯车起升控制系统中的信号，包括电机的电流、电压和温度信号，货叉的载重、升降速度以及高度信号，踏板的输入信号等。FPGA将货叉和电机部分的信号通过串口发送给显示界面显示。踏板信号通过AD转换器转换为数字信号，速度输出选择模块会根据46路灯车货叉的实际工作状态判断是否将踏板给定的控制信号发送到RAM中，如果速度输出选择模块判断路灯车处于安全工作状态，则RAM中对应存储单元保存踏板控制信号，DSP通过XINTF接口发送读信号读取寄存器的值，并作为矢量控制的给定输入量。DSP主要实现矢量控制算法，包括坐标变换、转速和电流测量等，同时实现智能控制算法，包括SVPWM和模糊神经网络PI控制等。FPGA和DSP二者协同合作，保证控制器安全、可靠的工作。

    

       控制器微处理器的选择DSP、可编程逻辑控制器(PLC)、单片机(MCU)，ARM和FPGA在电机控制领域都应用广泛，但是这些处理器各自都有特点，FPGA适用于客户化的电机驱动，但是通用性不强，MCU适用于高、中、低端电机控制，而DSP因为数据处理能力强、运算速度快，适用于高性能电机控制系统。 采用DSP和FPGA两种微处理器作为控制器的核心。

      

     FPGA是20世纪70年代发展起来的，是一种半定制集成电路，也是数字系统设计的主要硬件基础。目前FPGA的主要器件供应商有XILINX、ALTERA、LATTICE和ACTEL等，其中XILINX和ALTERA两家厂商占据了大部分市场份额。FPGA具有集成度高、数据处理速度快、开发周期短等优点，主要应用于数据采集、工业控制、数字信号处理、无线通信、消费类电子、车用电子、医疗、军事等领域。ALTERA公司的CycloneII系列FPGA芯片EP2C5Q208C8，它拥有4608个LE，142个用户自定义I/O，119808bitsRAM，采用5V直流电源供电，外部采用50MHz有源晶振，为FPGA提供工作主时钟。EP2C5Q208C8具有丰富的逻辑资源和I/O口，内部RAM容量大，满足本课题路灯车起升控制器的要求，因此选用EP2C5Q208C8型号FPGA芯片作为控制器的微处理器。

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       DSP具有强大的数据处理能力和高速运算能力，并且拥有丰富的I/O接口，外部可以扩展若干个存储器件，包括Flash、DDR2等。DSP作为一种功能强大的特殊微处47理器，其主要应用于通信、工业控制和军事等领域。目前市场上主要的DSP厂商包括TI、ADI、Motorola、Lucent和Zilog等，其中TI占据了最大的市场份额。TI公司的C2000系列DSP主要应用于自动控制领域，C2000系列中的TMS320F28335型号DSP是一款高性能32位CPU，具有浮点型数据处理能力，在控制器中节省代码的执行时间和存储空间，在工业应用领域得到广泛应用。

      TMS320F28335主频可达150MHz，32位浮点处理能力，16或32位外部扩展接口(XINTF)，可用于FPGA与DSP之间通信，256K×16位的Flash存储器，18个PWM输出端口，2个正交编码器通道，3个32位CPU定时器。 TMS320F28335满足路灯车起升控制器的设计要求，因此本课题中控制器中的DSP选用TMS320F28335型号DSP。

       电流检测电路为了实现矢量控制算法中的Clark变化和Park变换，需要测量电机的定子电流。本课题采用电流互感器对电机电流进行检测，采用的互感器型号为杰特公司的JCT38K50:1。电流互感器是依据变压器原理制成的，其优点是：可以检测任意波形的电流；原边电路和副边电路之间完全电绝缘；抗磁场干扰能力强；频带宽、精度高、线性度好。JCT38K的原边额定电流为250A，副边额定电流为5A，工作频率范围在20~400Hz，满足控制器的要求。电流互感器输出电流-电压变换电路。  由于电机定子电流具有正负值，所以互感器输出的电压也有正负值，但是DSP中AD转换器的输入信号要求是单极性信号，并且输入电压范围是[0,3.3V]，因此需要在互感器输出端与AD转换器的输入端接入电流信号调理电路。电流信号调理电路。互感器检测到定子电流信号，通过电路转换成电压信号，然后接入信号调理电路，输出符合DSP的IO引脚电压范围的电压值。  信号调理电路电压信号首先经过电压跟随器，送入二阶巴特沃斯无限增益滤波电路进行滤波处理，最后通过放大器，将电压信号调整到0~3.3V之间，送入DSP开发板上的AD输入接口。

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