高速铁路为人们的出行带来极大的便利,塞拉门是高铁列车的重要组成部分,而塞拉门控制器更是塞拉门的控制中心,控制电机带动车门完成一系列功能。我国新型“复兴号”动车组列车采用无刷直流电机作为塞拉门驱动装置,无刷直流电机控制的好坏直接关系旅客生命财产安全和列车运行效率。与此同时,随着半导体材料技术的进步,功率器件的开关频率进一步提高,对无刷直流电机控制系统的性能提出更高要求。本文在FPGA上实现了矢量控制算法,采用AX4-Lite片上总线实现FPGA可编程部分与ARM核之间的通信,完成车门控制器中无刷电机控制,实现速度控制、故障检测、数据采集功能。首先,根据当前无刷直流电机及塞拉门控制器的研究现状,本文给出了基于FPGA与矢量控制算法控制无刷直流电机的优势。然后分析了塞拉门系统与无刷直流电机控制相关的功能要求。其次,通过分析无刷直流电机的工作原理,本文选择了矢量控制技术来驱动无刷直流电机,同时霍尔传感器提供矢量控制所需的位置信息,空间矢量脉冲宽度调制将矢量转换为驱动模块的控制脉冲。此外,本文对用于电流采样的Δ-Σ模数转换方案和用于片上双核通信的AXI4总线做了简介。然后,本文给出了系统的总体设计框图。硬件电路设计主要包括电机驱动和电流采样两部分电路。软件方面,介绍了片上总线通道、ADS1204解码模块、正余弦计算模块、矢量变换相关模块、PID模块、霍尔解码模块、扇区判断模块、SVPWM模块、三相断路故障检测模块等模块的VHDL代码实现详情。最后,通过Modelsim仿真软件对FPGA各模块功能进行测试,验证了VHDL代码的正确性;在实际高铁车门系统上与ARM程序完成联合调试,通过PTU(Portable Test Unit,便携测试单元)软件监测电机内部运行状态,验证了塞拉门系统与无刷直流电机控制相关的主要功能。实验结果表明,本文设计的无刷直流电机控制系统控制精度高,鲁棒性强,提升了塞拉门控制器的安全性,并且适用范围广,易维护,可扩展性强。