单芯片交流电动机控制器IP核的研究

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CPLD/FPGA以其不可替代的地位及伴随而来的极具知识经济特征的IP芯核产业的崛起,正越来越受到电子技术工程师的密切关注.基于EDA的CPLD/FPGA的应用和技术推广是中国未来电子设计技术发展的主流,而基于EDA的IP芯核产业的推动应是中国在新世纪知识经济发展的重要切入点之一.现代电机控制的发展,一方面要求提高性能、降低损耗、减少成本,另一方面又不断的有技术指标及其苛刻的特殊应用的系统需求.基于现代EDA技术和CPLD/FPGA器件,运用现代电机控制理论,进行电机控制器的集成化研究将是未来电机控制领域的一个重要发展方向,它不仅具有理论意义,而且具有重要的经济意义和战略意义,在军事、民用等领域都会有广阔的用途.该论文以EDA技术为设计手段,以高度集成的大规模FPGA为基础,对单芯片交流电动机变频控制器的IP核进行了研究.在三相SPWM控制器IP核设计的基础上,实现了基于FPGA的恒压频比控制器.同时给出一些外围接口设计实现,从而实现了单芯片的电动机控制器.并进行了仿真与实验分析.为节约芯片资源,在存储单元和占空比计算单元的设计中,采用了分时复用的思想.在SPWM控制器的设计中采用计算简单,便于在线实时运算,并且比对称规则采样调制效果更接近自然采样的不对称规则采样法.利用Altera公司的QuartusⅡ开发软件完成了各电路模块的编译、适配、仿真、布局布线和下载的.并且采用Verilog HDL硬件描述语言进行对所设计的逻辑电路的描述.最终目标芯片选择的是Altera公司的ACEX 1K系列器件中的EP1K100QC208-3芯片.该设计作为IP核,能够满足交流电动机变频调速的要求.
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