可控硅是可控整流电路中一类常用的、具有开关功能的半导体器件,广泛应用于大容量的可控整流系统。可控硅触发控制器产生控制可控硅导通的触发脉冲,是可控硅整流系统的控制中枢,其控制的性能直接关系到可控整流系统的性能。目前,比较常用的是模拟触发控制器,但由于其存在抗干扰能力弱、控制精度不高、触发脉冲对称性差、控制功能单一等方面的不足,已经不能满足整流系统日益变化与不断完善的应用需求。数字集成电路的发展使得数字控制技术在可控硅触发控制器中得到广泛应用,在一定程度上克服了模拟触发控制器的不足。随着可控整流系统对可控硅触发控制器的要求不断提高,高性能的触发控制器的研制势在必行。所谓的高性能主要体现在三个方面:一是支持远程监控,具有多设备组网支持;二是控制器响应速度快;三是智能化,能够自动适应各种工作环境。本课题在研究以可控硅为开关器件的三相全控桥式整流电路的基础上,给出了一种高性能数字式可控硅控制器的设计方案,完成了原型控制系统的设计。论文首先详细介绍了可控硅器件的原理、特性以及导通条件等相关理论基础,阐述了其在全控整流电路中的具体应用。针对以可控硅为核心控制器件的三相全控桥式整流电路,具体分析了电路的结构、工作特性、触发方式等,并对应用需求进行了详细的分析。结合详细的系统应用需求,给出了一种以FPGA作为核心控制单元的数字式移相触发控制器设计方案,完成了反馈采样电路、脉冲驱动电路、人机交互接口电路、鉴相电路等主要模块的硬件电路设计。本文实现的数字控制器具有硬件电路简单、操作方便、能够独立运行等特点。同时,为提高控制器的可扩展性,方便主控系统实现组网控制与监测,给出了以ARM处理芯片构建通信模块的设计方案。通信模块主要负责向上层主控系统提供各种常用的网络通信接口。其次,在完成了控制器硬件电路的基础上,详细介绍了FPGA内部控制逻辑的设计与实现方法。主要介绍的模块包括:主控模块、UART通信模块、鉴相脉冲处理模块、脉冲生成模块、人机界面控制模块、EPROM读写控制模块、反馈数据读取模块。针对每个模块的功能、设计思想以及实现方法进行了详细的描述。最后,研究并实现了自动控制过程中常用的PID控制算法。在简单介绍了模拟PID控制器与数字PID控制器的基本原理以及两者的差异后,将PID控制算法与神经元学习相结合,给出了一种单神经元自适应PID控制算法。该PID控制算法能够实时自整定PID控制参数,具有控制超调量小、精度高、调节速度快等优点。结合单神经元自适应PID控制算法的计算过程,详细介绍了算法在FPGA内部控制逻辑的实现方法。