2026年,全国大学生电子设计竞赛,如果选择‘基于FPGA的电机驱动与控制’题目,在实现高精度PWM生成、电流采样与FOC(磁场定向控制)算法时,如何利用FPGA的并行性实现多路电机同步控制,并保证控制环路的高实时性与稳定性?
我们团队计划参加今年的电赛,初步想选做电机控制相关的题目,用FPGA作为主控。我们知道FPGA在并行处理和定时精度上有优势,但具体到电机控制,比如要同时控制2-3个伺服电机,实现FOC算法。这里面的难点很多:高分辨率PWM(比如中心对齐)的生成、多路ADC电流采样的同步与滤波、Clark/Park变换、SVPWM模块的并行计算,以及整个电流环、速度环的PID控制。如何在FPGA内合理划分这些模块,设计数据流和时钟域,确保整个控制环路延迟足够小(比如<10us),同时还能兼顾多电机控制的同步性?有没有成熟的FPGA电机控制架构可以参考?