摘 要：針對印染設備多單元同步控制中動態(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計方案。DSP作為運算控制的核心，負責控制算法的實現(xiàn)；FPGA作為數(shù)據(jù)采集模塊的核心，負責數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)靈活，通用性強的特點，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)合的雙模控制算法，滿足了系統(tǒng)響應快速性和穩(wěn)定性的要求，提高了可靠性，具有很高的實用價值。
關(guān)鍵詞：嵌入式；同步控制；DSP；FPGA

在印染機械設備生產(chǎn)加工過程中，各個傳動單元分別由獨立的電機驅(qū)動。為了保證整機各單元同步協(xié)調(diào)工作，提高產(chǎn)品質(zhì)量，需要設計相應的同步控制器。多單元同步傳動是印染機械設備同步控制的關(guān)鍵，但由于交流電機嚴重的非線性，系統(tǒng)的動態(tài)特性和相應的參數(shù)受外界擾動因素的影響，增加了實際同步控制的難度，降低了實際的控制精度。傳統(tǒng)的控制方案設計如帶轉(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)，實時、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)印染設備根據(jù)工藝要求都采用聯(lián)合機方式組成多單元同步拖動系統(tǒng)，主電機的速度作為各從動電機的給定速度，各從動單元分別由各自的異步電機拖動，系統(tǒng)要求各單元電機保持同步運轉(zhuǎn)，即各從動電機線速度始終保持與主電機速度一致，或保持一定的比例關(guān)系。為了驗證控制方案的可行性，以雙單元(主動機、從動機)交流同步拖動系統(tǒng)為例進行了研究。印染設備控制系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

主動機和從動機分別由變頻器1和變