CN112039370A - 一种基于fpga芯片的多轴交流伺服电机的控制系统 - Google Patents

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CN112039370A CN202010943275.4A CN202010943275A CN112039370A CN 112039370 A CN112039370 A CN 112039370A CN 202010943275 A CN202010943275 A CN 202010943275A CN 112039370 A CN112039370 A CN 112039370A
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Abstract

本发明属于交流伺服电机控制相关技术领域，并公开了一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统。其包括多轴交流伺服电机、轨迹发生器、轨迹及伺服控制模块、电机调节与驱动模块和三相逆变器，轨迹及伺服控制模块包括多个并行的交流伺服电机，轨迹发生器向每个交流伺服电机模块提供电机位移参考值；电机调节及驱动模块采集所有交流伺服电机模块的实际两相电流，输出每个交流伺服电机模块的脉冲信号，并将该脉冲信号传递给每个电机的三相逆变器。通过本发明，综合流水线和分时复用思想，综合考虑芯片资源利用率和程序运算周期，实现多轴电机的同步控制；实现电机在不同模式下的切换，并实现分组电机协调控制，满足多轴驱动的多种应用需求。

Description

一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统
技术领域
本发明属于交流伺服电机控制相关技术领域，更具体地，涉及一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统。
背景技术
多轴伺服驱动器的实现方式主要包括基于软件如DSP的方式以及基于FPGA的硬件方式，由于软件执行的串行方式，限制多轴控制的时间和资源，难以实现高性能控制，并且对于多电机控制，常规做法是一个伺服驱动器控制一个电机，就需要用到多个伺服驱动器进行控制，不利于成本控制和系统集成。
专利CN201210253149.1基于FPGA的多轴伺服电机电流环控制系统及控制方法中公开了该系统包括设置在FPGA上的并行总线通讯模块、AD采样模块、矢量变换模块、复矢量调节器、编码器反馈信号处理模块、正余弦计算模块、SVPWM运算模块、PWM标准输出模块、时序规划模块和电流调节器模块，运用了时分复用思想，独立完成多电机电流环的同步控制，分时复用思想可以节省资源，但是考虑每个模块执行需求时间不同，故而会使总体控制时间加长，并且单纯电流环，所实现功能需求有限；专利CN201810772424.8中公开了一种基于多处理器片上系统的多轴伺服驱动控制器，其中具体公开了在FPGA芯片中，集成了网络通讯模块、至少一路片上共享RAM、EPCS控制器、片上RAM、主处理器等，单轴电机独立控制，复制多个电机驱动控制模块以实现多轴电机控制，单轴控制系统的单纯复制，以实现多轴控制，不能高效利用资源和执行时间。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，通过整个控制系统的结构设置实现交流伺服电机的同步控制，在考虑芯片利用资源的情况下，利用流水线和分时复用思想，尽可能减小环路计算周期；同时也可通过FPGA并行特点实现多个交流伺服电机的共同协作；也可实现电机不同工作模式的切换。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，该控制系统包括多轴交流伺服电机、轨迹发生器、轨迹及伺服控制模块、电机调节与驱动模块和三相逆变器，其中：
所述多轴交流伺服电机包括多个并行的交流伺服电机；
所述轨迹发生器与所述轨迹及伺服控制模块连接，用于为多个并行的交流伺服电机提供相应的位移参考值θref；
所述轨迹及伺服控制模块一端与所述轨迹发生器连接，另一端与所述电机调节与驱动模块连接，该轨迹及伺服控制模块的输入是所述轨迹发生器提供的交流伺服电机的位移参考值θref，输出是交流伺服电机的q轴参考电流iq *和d轴参考电流
Figure BDA0002674389360000021
以及每个交流伺服电机的实际位移量的正余弦计算值；
所述电机调节与驱动模块一端与轨迹及伺服控制模块连接，另外一端与所述逆变器连接，同时，该电机调节与驱动模块还与多轴交流伺服电机连接，一方面用于采集所有所述多轴交流伺服电机中每个交流伺服电机的的实际两相电流，并结合所述轨迹及伺服控制模块输出的实际位移量的正余弦计算值，所述速度控制器提供的所述q轴参考电流iq *或外界直接输入的参考电流I*以及外界输入的d轴参考电流
Figure BDA0002674389360000022
输出每个交流伺服电机模块的脉冲信号，并将该脉冲信号传递给每个所述交流伺服电机对应的所述三相逆变器，该三相逆变器将所述脉冲信号转化为交流信号，通过该交流信号实现对每个所述交流伺服电机的控制，以此实现多轴交流伺服电机的闭环控制。
进一步优选地，所述轨迹及伺服控制模块包括位置控制器、编码器单元、速度计算单元、速度控制器、数据锁存器和正余弦计算单元，其中：
所述位置控制器与所述轨迹发生器连接，用于将来自所述轨迹发生器的位移参考值θref和编码器单元的实际位移量θ之差转化每个交流伺服电机的参考速度ωr *；
所述编码器单元中设置有多个编码器，每个编码器对应一个所述多轴交流伺服电机中的一个交流伺服电机，所述编码器用于获取与其相对应的交流伺服电机的实际位移量θ；
所述速度计算单元与所述编码器单元连接，用于将所述编码器单元的电机实际位移量θ计算为交流伺服电机实际速度ωr；
所述速度控制器一端与所述位置控制器连接，另一端与所述速度计算单元连接，用于将交流伺服电机的参考速度ωr *和实际速度ωr之差转化为q轴参考电流iq *，此外，该速度控制器还与数据锁存器连接，该数据锁存器用于进行信号通道选择，其中一个通道是将所述计算得到的交流伺服电机的q轴参考电流iq *传递给所述电流调节及驱动模块，另外一个通道是通过外部输入参考电流I*并将该参考电流I*传递给所述电流调节及驱动模块；
所述正余弦计算单元与所述电流调节及驱动模块连接，用于将每个交流伺服电机的实际位移量进行正余弦计算，并将计算结果传递给所述电流调节及驱动模块。
进一步优选地，所述电流调节及驱动模块包括AD电流采样单元、Clark变换单元、Park变换单元、电流控制器、IPark变换单元、SVPWM单元，其中：
所述AD电流采样单元用于采集每个所述交流伺服电机中的两相电流，并将采集的所有交流伺服电机的两相电流传递给所述Clark变换单元；
所述Clark变换单元用于将接受到的两相电流转化为α和β轴的电流，并传递给所述Park变换单元；
所述Park变换单元用于将来自所述正余弦计算单元的计算结果、α和β轴的电流转化为d轴和q轴的实际电流，传递给所述电流控制器，或者，将外界输入的参考电流I*传递给所述电流控制器；
所述电流控制器一方面用于计算所述q轴参考电流iq *或外界输入参考电流I*与电机q轴实际电流iq之差d，以及d轴参考电流id *与d轴实际电流id之差，另一方面用于将接受的电流转化为d轴和q轴的电压，并传递给所述IPark变换模块；
所述IPark变换单元用于将d轴和q轴的电压转化为α和β轴的电压，并传递给所述SVPWM单元；
所述SVPWM单元用于将α和β轴的电压转化为多相脉冲信号，并将每相脉冲信号传递给所述三相逆变器。
进一步优选地，所述Clark单元、Ipark变换单元、Park单元和SVPWM单元采用四级流水线结构，多个电机的计算分时复用，在节省资源的情况下提高环路运算速度。
进一步优选地，所述轨迹及伺服控制模块中，多个交流伺服电机对应的编码器单元并发执行，减小计算周期；位置控制器、速度计算单元、正余弦计算单元和速度控制器串行执行，多个交流伺服电机分时复用此模块。
进一步优选地，所述位置控制器包括前馈控制和比例控制器，其中，所述比例控制器用于反馈形成闭环控制，所述前馈控制根据实际信号的变化进行调整，弥补反馈控制的不足，减小稳态误差，提高定位精度。
进一步优选地，所述控制系统还包括校准模块，该校准模块用于校准所要求的交流伺服电机的初始状态。
进一步优选地，所述控制系统还包括通讯模块，用于实现所述控制系统与外界的信息交流。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
1.本发明灵活运用流水线结构和并行逻辑处理的思想，基于FPGA化高效复合控制，综合流水线和分时复用思想实现多电机高效复合控制，实现多电机伺服驱动控制，为充分处理占用资源和运行时间的关系，根据时序计算控制系统每个模块的需求时间，考虑模块需求时间、资源和被调用次数，确定系统模块结构；
2.本发明中的轨迹及伺服控制模块中，可根据需要选用多组，每组数个交流伺服电机进行速度协调控制，用于当多个电机共同完成同一机械部件平台的同步运动控制或实现某一空间曲面协调加工控制，本发明为此设置了通过校准模块以实现校准后进行偏差的补偿，基于FPGA的并行运算特点，同时发送补偿指令到FPGA寄存器，同时电流采样和编码器采样，以实现PWM波的同时输出，实现同组多轴电机的同步控制；
3.本发明中包括电流环、速度环和位置环三个闭环系统(小位置偏差)，并可根据需要选择运行在三环、速度电流双环和电流单闭环(电流环，零位置，保持位)可用于系统应能在不同工作模式间下运行并能相互平滑切换；
4.本发明同时采用机械设备辅助调零，采用外部措施激光干涉仪，FPGA用于多个输入信号的同步检测，确保所要求的电机的转子位置初始状态相同。
附图说明
图1是按照本发明的优选实施例所构建的多轴交流伺服电机的控制系统的结构示意图；
图2是按照本发明的优选实施例所构建的单个轨迹及伺服控制模块的控制系统示意图；
图3是按照本发明的优选实施例所构建的位置控制器的结构示意图；
图4是按照本发明的优选实施例所构建的轨迹规划模块的速度规划曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，该控制系统包括多轴交流伺服电机、轨迹发生器、轨迹及伺服控制模块、电机调节与驱动模块、三相逆变器、校准模块和通讯模块，其中：
轨迹发生器，采用二阶轨迹规划的方式实现，输出规划的位置值。
轨迹及伺服控制模块中包括有多个并联的交流伺服电机，所述轨迹发生器与所述轨迹及伺服控制模块连接，用于向每个所述交流伺服电机提供电机位移参考值θref；
多轴交流伺服电机包括多个并行的交流伺服电机；
轨迹及伺服控制模块包括位置控制器、编码器单元、速度计算单元、速度控制器、数据锁存器和正余弦计算单元，其中：
(1)编码器单元用于获取所述交流伺服电机的实际位移量θ，进行了CRC的校验，如果编码器或通讯故障发生时，将封锁PWM波的输出；
(2)位置控制器用于将来自所述轨迹发生器的位移参考值θref和编码器单元的实际位移量θ之差转化电机参考速度ωr *；位置控制器包括前馈控制和比例控制器，采用比例加前馈控制的方式，前馈控制经离散后可变成加速度前馈和速度前馈通过编程实现；其中，所述比例控制器用于反馈形成闭环控制，所述前馈控制可以根据实际信号的变化进行调整，能够弥补反馈控制的不足，减小稳态误差，提高定位精度。
(3)速度计算单元采用M/T法实现，用于将所述编码器单元的电机实际位移量θ计算为电机实际速度ωr；
编码器单元、位置控制器均采用并行执行。
电流调节及驱动模块包括AD电流采样单元、Clark变换单元、Park变换单元、电流控制器、IPark变换单元、SVPWM单元，其中：
AD电流采样单元，用于采集外部电流，如LTC2308，采用独立时钟信号，一个芯片采用8通道，进行模数转换，串行输出数据，SPI形式进行数据传输，将电流值到Clark变换单元；本实施例中，轨迹及伺服控制模块中包括六个并联的交流伺服电机模块，AD电流采样单元采用两片AD芯片12通道进行模数转换。
Clark变换单元，用于将三相空间坐标转换为两相静止坐标；
Park变换单元，将αβ坐标系下的矢量转换为d和q坐标系下；
电流控制器采用增量式PI控制器实现；
IPark变换单元，将d和q轴电压进行旋转逆变换，得到两相静止坐标下电压量；
SVPWM单元用于将α和β轴的电压转化为多相脉冲信号，并将每相脉冲信号传递给所述三相逆变器，该三相逆变器将所述脉冲信号传递给相应的所述交流伺服电机。
速度控制器一端与轨迹及伺服控制模块连接，用于将每个交流伺服电机的反馈的电机参考速度ωr *和电机实际速度ωr之差转化为q轴参考电流iq *，该速度控制器还与数据锁存器连接，该数据锁存器用于进行信号通道选择，其中一个通道是将所述计算得到的交流伺服电机的q轴参考电流iq *传递给所述电流调节及驱动模块，另外一个通道是通过外部输入参考电流I*并将该参考电流I*传递给所述电流调节及驱动模块；
正余弦计算模块，采用查表法，将数据存储在ROM表格中，将360度分为32768份，通过查表法进行正余弦计算。
通讯模块，微处理器可与FPGA双向通讯，FPGA在微处理器获得控制器参数和运行指令，微处理器可从FPGA中读取目标参数以便于观测。
校准模块，高同步要求高精度校准初始状态的软件调零。在位置模式下输入单圈位置为0，即机械角度值设置为零，可进行电机机械位置初始化。外部添加辅助机械设备，采用激光干涉仪，FPGA用于同步处理多个激光干涉仪电脉冲输入信号，检验所要求的电机的初始状态相同。
SVPWM单元，即空间矢量脉宽调制单元，用于将电压分量转换为三路有效的占空比信号，包括扇区判断模块，三角载波模块，过调制模块，电压空间矢量作用时间模块，开关导通时间模块，死区设置与PWM模块。
电流环中Clark变换单元，Park变换单元，电流控制器，IPark变换单元采用4级流水线结构分时复用，SVPWM单元采用并发执行，正余弦计算单元采用分时复用的方式。
电流控制器，Clark变换单元，Park变换单元各自内部乘法运算均采用一个乘法器分时复用实现。
如图2所示，当电流环周期开始时，即从输入d轴参考电流和q轴参考电流时开始，同时读取AD采样的数据以及编码器位置信息，编码器信息经正余弦计算单元完成并且AD采样单元完成后，多个电机依次完成四级流水线计算，之后多个电机结果同时输入到SVPWM单元，并行计算完成后同时输出到三相逆变器；
当位置环周期开始时，即从轨迹发生器输出参考位移开始，多电机并行执行，每个电机同时运行位置控制器和速度计算单元，当位置控制器和速度计算单元均完成后，结果输入到速度控制器，计算完成后将结果输出到电流控制器。
位置环周期设计为电流环周期的整数倍。
如图1中，对于轨迹及伺服控制模块，可以用于多个并联的交流伺服电机并行执行的模块有：包括AD采样单元，SVPWM单元，编码器单元，其中，所述并行执行即为采用并发执行的逻辑方式；
采用分时复用的逻辑方式(即串行执行)的单元有：Clark变换单元，Park变换单元，电流控制器单元，速度控制器单元，正余弦计算单元。设n为电机轴序号，当n号上一个单元执行完，并且n-1号电机已经开始执行当前单元，则n号电机开始执行当前单元。
如图2，模式切换功能，有时需要运行在位置模式，有时又需要运行在单闭环(电流环，零位置，保持位)，系统可输入位置值或者电流值，系统应能在不同工作模式下运行并能相互平滑切换。
同步控制功能，通过校准模块以实现校准后进行偏差的补偿，基于FPGA的并行运算特点，同时发送补偿指令到FPGA寄存器，同时电流采样和编码器采样，以实现PWM波的同时输出，实现同组多轴电机的同步控制。所述轨迹及伺服控制模块中，可根据需要选用多组，每组数个交流伺服电机进行速度协调控制，用于同一机械平台的同步运动控制或实现某一空间曲面协调加工控制。对于高性能加工设备，需要定期对机械零位进行校准，本发明为此设置了通过校准模块以实现校准后进行偏差的补偿，基于FPGA的并行运算特点，同时发送补偿指令到FPGA寄存器，同时电流采样和编码器采样，以实现PWM波的同时输出，实现同组多轴电机的同步控制。
采用二阶轨迹规划的轨迹发生器，避免系统在启动和停止时的稳定时间过长，避免运动过程中加速度突然变化带来的冲击扰动，降低系统的稳定时间，传统直线加减速设计其速度曲线是规则的梯形曲线，即匀加速阶段，匀速阶段，匀减速阶段,考虑实际系统要求，电机的跟随精度要高，在接近目标位置时速度尽可能低，以此提高停止时的精度；故而设计多一个时间段，具体包括：匀加速度段t1，速度按照设定的加速度值从零加速到最大速度；匀速段t2，速度保持已达到的最大速度运行；匀减速阶段t3，按照相同加速度减速到定值；匀减速段t4，以小加速度匀减速运行至目标位置。设计t1匀加速和t3匀减速阶段的加速度大小相同，t4匀速段的起始速度为0.1Vmax,目标总位移为x0，t4匀减速段的位移设计为0.1x0(上述为较佳示例，在实际系统中t4匀速段的起始速度值和t4匀减速阶段的位移值可进行调整)；
如图4所示，根据公式，可以计算出匀变速时间段t1，t3，t4和匀速作用时间段t2。
算法实现：通过递推的方式刷新各位置环周期内的位置给定，因此轨迹规划算法实现的关键就是准确计算各个周期内的时间增量。
在计算周期内，阴影部分的面积就是位置增量，可以用公式计算，Δt为位置环中断周期时间，
Figure BDA0002674389360000101
梯形曲线三个切换点，第一个切换点判断依据为，速度刚达到vmax，此时位置信息为
Figure BDA0002674389360000102
第二个切换点为减速点，判断依据
Figure BDA0002674389360000103
第三个切换点，判断依据为v＝0.1vmax，结束点判断依据为x＝x0。
当
Figure BDA0002674389360000104
不存在匀速段，此时规划速度达到vmax之前就要减速，减速点的位置x0/2。
本发明中采用位置控制器可以使系统达到高精度和无超调要求，采用前馈比例控制的伺服系统框图，当位置环的截止频率远小于速度内环的截止频率时，速度环的闭环传递函数可以等效为一个惯性环节，则位置伺服控制系统框图。
图3前馈比例控制的伺服系统框图，此时系统的闭环传递函数为：
Figure BDA0002674389360000111
从上式可以看出
Figure BDA0002674389360000112
时，G(s)＝1，即系统的输出响应与输入相一致，系统的稳态误差为零，可实现精确位置控制的目的。由于是对位置信号的前馈控制，因此F(s)可以看成加速度前馈Tvs2/Kv和速度前馈s/Kv两部分。
电流环带宽要求较高，实验中完成六轴电流环周期2us(不计算AD采样时间)。
下面结合具体的实施例进一步说明本发明。
描述四级流水线分时复用的运行过程，例如6个电机，电机标号为1，2，3，4，5和6，当电机1的Clark变换单元执行完成，继续执行下一个Park变换单元，当执行完Park变换单元，再去执行电流控制器，完成后继续执行IPark变换单元；
当电机1执行Park变换单元时，电机2去执行Clark变换单元。电机1执行电流控制器时，电机2执行Park变换单元，其他单元以此类推；
当电机2执行Park变换单元时，电机3去执行Clark变换单元，电机2执行电流控制器单元时，电机3执行Park变换单元，其他单元以此类推；
其他电机以此类推。
在本发明实例中，一种基于FPGA实现超同步高性能多电机控制装置，纯硬件逻辑的实现方式，FPGA在微处理器得到参数和指令信息；模块化的高效复合控制，兼顾硬件资源和运行时间，提高系统的实时性并且控制成本；高精度的校准以及FPGA同步运行特点可以实现超同步功能；并且可以进行位置输入和力矩输入的模式切换。完成了多轴伺服驱动高性能控制方案。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，该控制系统包括多轴交流伺服电机、轨迹发生器、轨迹及伺服控制模块、电机调节与驱动模块和三相逆变器，其中：
所述多轴交流伺服电机包括多个并行的交流伺服电机；
所述轨迹发生器与所述轨迹及伺服控制模块连接，用于为多个并行的交流伺服电机提供相应的位移参考值θref；
所述轨迹及伺服控制模块一端与所述轨迹发生器连接，另一端与所述电机调节与驱动模块连接，该轨迹及伺服控制模块的输入是所述轨迹发生器提供的交流伺服电机的位移参考值θref，输出是交流伺服电机的q轴参考电流iq *和d轴参考电流
Figure FDA0002674389350000011
以及每个交流伺服电机的实际位移量的正余弦计算值；
所述电机调节与驱动模块一端与轨迹及伺服控制模块连接，另外一端与所述逆变器连接，同时，该电机调节与驱动模块还与多轴交流伺服电机连接，一方面用于采集所有所述多轴交流伺服电机中每个交流伺服电机的的实际两相电流，并结合所述轨迹及伺服控制模块输出的实际位移量的正余弦计算值，所述速度控制器提供的所述q轴参考电流iq *或外界直接输入的参考电流I*以及外界输入的d轴参考电流
Figure FDA0002674389350000012
输出每个交流伺服电机模块的脉冲信号，并将该脉冲信号传递给每个所述交流伺服电机对应的所述三相逆变器，该三相逆变器将所述脉冲信号转化为交流信号，通过该交流信号实现对每个所述交流伺服电机的控制，以此实现多轴交流伺服电机的闭环控制。
2.如权利要求1所述的一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，所述轨迹及伺服控制模块包括位置控制器、编码器单元、速度计算单元、速度控制器、数据锁存器和正余弦计算单元，其中：
所述位置控制器与所述轨迹发生器连接，用于将来自所述轨迹发生器的位移参考值θref和编码器单元的实际位移量θ之差转化每个交流伺服电机的参考速度ωr *；
所述编码器单元中设置有多个编码器，每个编码器对应一个所述多轴交流伺服电机中的一个交流伺服电机，所述编码器用于获取与其相对应的交流伺服电机的实际位移量θ；
所述速度计算单元与所述编码器单元连接，用于将所述编码器单元的电机实际位移量θ计算为交流伺服电机实际速度ωr；
所述速度控制器一端与所述位置控制器连接，另一端与所述速度计算单元连接，用于将交流伺服电机的参考速度ωr *和实际速度ωr之差转化为q轴参考电流iq *，此外，该速度控制器还与数据锁存器连接，该数据锁存器用于进行信号通道选择，其中一个通道是将所述计算得到的交流伺服电机的q轴参考电流iq *传递给所述电流调节及驱动模块，另外一个通道是通过外部输入参考电流I*并将该参考电流I*传递给所述电流调节及驱动模块；
所述正余弦计算单元与所述电流调节及驱动模块连接，用于将每个交流伺服电机的实际位移量进行正余弦计算，并将计算结果传递给所述电流调节及驱动模块。
3.如权利要求2所述的一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，所述电流调节及驱动模块包括AD电流采样单元、Clark变换单元、Park变换单元、电流控制器、IPark变换单元、SVPWM单元，其中：
所述AD电流采样单元用于采集每个所述交流伺服电机中的两相电流，并将采集的所有交流伺服电机的两相电流传递给所述Clark变换单元；
所述Clark变换单元用于将接受到的两相电流转化为α和β轴的电流，并传递给所述Park变换单元；
所述Park变换单元用于将来自所述正余弦计算单元的计算结果、α和β轴的电流转化为d轴和q轴的实际电流，传递给所述电流控制器，或者，将外界输入的参考电流I*传递给所述电流控制器；
所述电流控制器一方面用于计算所述q轴参考电流iq *或外界输入参考电流I*与电机q轴实际电流iq之差，以及d轴参考电流id *与d轴实际电流id之差，另一方面用于将接受的电流转化为d轴和q轴的电压，并传递给所述IPark变换模块；
所述IPark变换单元用于将d轴和q轴的电压转化为α和β轴的电压，并传递给所述SVPWM单元；
所述SVPWM单元用于将α和β轴的电压转化为多相脉冲信号，并将每相脉冲信号传递给所述三相逆变器。
4.如权利要求3所述的一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，所述Clark单元、Ipark变换单元、Park单元和SVPWM单元采用四级流水线结构，多个电机的计算分时复用，在节省资源的情况下提高环路运算速度。
5.如权利要求1所述的一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，所述轨迹及伺服控制模块中，多个交流伺服电机对应的编码器单元并发执行，减小计算周期；位置控制器、速度计算单元、正余弦计算单元和速度控制器串行执行，多个交流伺服电机分时复用此模块。
6.如权利要求3所述的一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，所述位置控制器包括前馈控制和比例控制器，其中，所述比例控制器用于反馈形成闭环控制，所述前馈控制根据实际信号的变化进行调整，弥补反馈控制的不足，减小稳态误差，提高定位精度。
7.如权利要求1所述的一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括校准模块，该校准模块用于校准所要求的交流伺服电机的初始状态。
8.如权利要求1所述的一种基于FPGA芯片的多轴交流伺服电机的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括通讯模块，用于实现所述控制系统与外界的信息交流。
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