基于FPGA激光扫描器驱动电路研究.pdf

激光扫描器在现代工业各个领域有巨大需求，但是目前该领域的研究国内还不是很多，技术也不成熟，远远没有达到实际应用的需要，主要原因在于扫描角度小、频率和精度比较低。传统驱动元件普遍采用压电陶瓷或者梳状电极静电驱动，这种驱动方式扫描角度很小。设计更好的驱动元件和驱动电路成为激光扫描器设计中研究的重点问题。　　本文采用大角度驱动元件－音圈电机，并针对音圈电机的特性，设计了基于现场可编程门阵列（）的激光扫描器驱动电路。开展的主要工作和取得的成果有：　　()分析了激光扫描器的工作原理和性能指标，包括扫描角度、频率和精度，提出了整个电路的几种实现方案。根据现有条件和基础选用了基于处理器的设计方案，并对电路的具体实现做了详细的分析论证和相关仿真，从原理上扫清了设计的障碍。　　()设计了激光扫描器的驱动电路，该驱动电路包括主控电路、转换及电流信号处理电路和功率驱动电路。最后对该驱动电路的驱动性能做了测试，结果显示能够满足大角度扫描的需要。　　()分析运动控制算法的基本原理，设计了一种改进型的数字控制算法，该算法是基于数字技术，用硬件描述语言实现。搭建了软硬件仿真平台，对控制算法做了实时仿真和结果分析，能够进行运动控制。　　()本设计中，硬件电路的设计充分考虑了系统的灵活性和可移植性。对整个电路的抗干扰性能做了评估，在原理图和板的设计上都做了相应处理，系统的抗干扰性能有很大提高，在比较恶劣的环境中能稳定运行。