Study of Speed Control DC Motor Based SOC

SoC 기반 DC Motor의 속도제어 연구

본 논문에서는 PID, PWM, HSC, 컴퓨터와의 호스트 통신, 외부 DAC 인터페이스를 FPGA만을 이용하여 하나의 Chip에 구현하고 DC 서보 모터의 속도를 설정한 제어 상태로 안정화시킬 수 있는 시스템을 구현하고자 한다. 컴퓨터에서 설정한 설정치(SV)와 P, I, D의 이득 값을 호스트 통신으로 데이터 블록은 해당 블록으로 전달하며 DC 서보 모터의 엔코더에서 나오는 $90^{\circ}$ 위상차가 있는 2채널의 펄스는 HSC 블록을 거쳐 프로세스치(PV)를 생성 고 이로부터 얻어진 SV와 PV의 편차(E)를 산출한 후 PID 제어 동작을 수행한다. 그 결과인 조작치(MV)를 PWM 블록에 제공하여 실질적으로 DC 서보 모터를 구동하는 H-bridge 회로를 구동한다. 또한 FPGA 내부의 SV, PV, E, MV를 오실로스코프로 계측하기 위해 DAC 인터페이스 블록을 첨가 하여 외부 디지털 아날로그 변환기(DAC)를 제어 하였다.