电机的控制器经历了从模拟控制器到数字控制器的发展。数字控制器与模拟控制器相比较,具有可靠性高、参数调整方便、控制精度高、抗干扰能力强等优点。电机控制器的发展趋势是高速、高效、高精度、可靠性高、实时性好。为了满足高速高性能的需求,一般需要使用高性能的数字信号处理器(DSP)。现场可编程门阵列(FPGA)器件具有集成度高、体积小、速度快,低功耗、抗干扰能力强的特性,又具有便于开发和维护(升级)等显著优点。FPGA以硬件电路的方式实现算法程序,将原来的电路板级产品集成为芯片级产品,可以实现更高的性能,同时降低了成本、降低了功耗、提高了可靠性。与单片机和DSP等处理器的顺序或串行处理相比,FPGA的硬件并行处理的运算性能可以高两个数量级,同时可以获得非常小的环路周期。相对于处理器的百毫秒级控制环路抖动,FPGA的一切处理都是由时钟精确控制的,控制环路抖动一般可以达到100皮秒的量级。这些特点顺应了电机控制的日趋高速化和复杂化发展的需要。本论文将PID控制算法、矢量控制、PWM等电机控制功能用FPGA以单芯片的数字方式实现。传统PID控制器的参数难以自动调整以适应外界条件的变化,使得控制不够精确,本文选择的模糊PID控制能实现对控制参数的自动调整,具有适应性强,调速性好,抗干扰能力强等特点。通过FPGA实现,提高了控制系统整体速度,降低了环路周期和控制环路抖动,并且提高了系统集成度,可使控制系统小型化和低成本。本文使用Matlab/Simulink软件进行算法模型的开发和仿真,进而采用Xilinx的System Generator - FPGA数字信号处理的算法开发工具,在Matlab/Simulink中用基于模型的算法开发方式来实现FPGA的设计。最后通过软硬件协同仿真进行了设计验证,使FPGA设计真实的在硬件中运行,同时借助软件仿真环境验证算法的系统功能,充分证明了硬件控制功能。