FPGA实现永磁同步电机适量控制系统的研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fyf7228912
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文主要研究FPGA实现永磁同步电机控制系统。一方面,永磁同步电机具有损耗少、效率高、控制性能高的优势,另一方面,FPGA在硬件方面有纯硬件形式实现并行数据处理,几乎不占用CPU资源的优势,FPGA在软件方面具有结构灵活、开发周期短、成本低、开发设计工具先进易用、可在线实时仿真检验等特点,因此使用FPGA构建高性能的永磁同步电机控制系统具有很大的使用价值和研究意义。  首先,本文在深入分析了永磁同步电机数学模型和空间矢量控制算法的基础上,针对永磁同步电机空间矢量控制策略进行了基于MATLAB/SIMULINK的控制系统仿真。通过仿真取得了相应的仿真结果同时也对算法进行了验证,为后面进行永磁同步电机控制系统的FPGA设计实现打下了基础。  其次,本文的永磁同步电机空间矢量控制系统按照EDA方法学中的分模块设计的基本思想,将整个系统划分为Clarke坐标变换模块、Park坐标变换模块、Park逆变换模块、SVPWM整体模块、PI调节模块、四倍频模块、速度计算模块等等。用硬件描述语言VERILOG/VHDL分别对划分的各个模块进行硬件描述设计,同时在QUARTUS中对各个模块进行分析综合和波形分析。  再次,本文尝试和探究了基于模块化设计方法设计SVPWM算法。针对FPGA实现正弦、余弦实现繁琐复杂的特点,采用CORDIC进行正弦、余弦值的计算;分析和设计了编码器接口电路、电流采样电路、AD转换电路等硬件电路。  最后,本文采用DE2的FPGA开发板,永磁同步电机功率驱动板和永磁同步电机搭建了控制系统的硬件平台。进行了永磁同步电机矢量控制系统的硬件开环实验和闭环实验并对结果进行了分析,得到了永磁同步电机的速度和电流曲线图,取得了较好的实验效果;不仅验证了控制方案的可行性,而且对于今后在单片FPGA中实现永磁同步电机空间矢量控制系统的专用集成芯片方面的学习和研究具有重要的指导意义。
其他文献
实际控制系统的输入/输出、状态和动态性能常常因环境、装备、工艺及安全等因素受到限制,相应的控制器与滤波器在数字化实现过程中也存在精度约束,传统的控制理论和方法往往无
黄酒历史悠远,近年来市场增长很快,黄酒企业的生产规模也在随之逐步扩大,但黄酒生产设备、机械化和自动化程度等方面与啤酒、葡萄酒和白酒类相比较,还相对落后,没有真正实现现代化
随着社会的进步和经济的发展,我国机动车辆的数量不断的增加,造成了交通事故日益增多、交通拥挤等一系列社会急需解决的问题。车载记录仪是嵌入式技术、ARM处理器技术、全球定
很多工业过程中,一部分需要严格控制、与产品质量密切相关的关键指标无法通过硬件设备在线测量,影响了后续的过程监测、质量控制和系统优化。由于这些生产过程内在的机理复杂、
近年来,遥感图像的区域变化检测技术在国民经济和国防建设中发挥了重要的作用。本文围绕着变化检测技术中一些关键技术进行了研究,主要涉及:1)遥感图像去噪;2)彩色遥感图像分割和3)遥感图像分类识别。由于气象的原因,在遥感图像成像过程中有时会混有云雾噪声。区域性云雾的存在会严重影响遥感图像的判读和分析。本文在考察含云遥感图像中地物信息和噪声信息的频率分布特点的基础上,提出了基于小波变换及HSI颜色空间的
逆变器采用多电平技术可有效的降低其输出电压的谐波分量,改善输出性能。随着电平数的增多以及容量的提升,逆变器损耗也随之增加。损耗增加导致逆变器发热问题严重,同时功率开关器件本身对温度敏感,温度变化会直接影响开关管导通与关断特性,影响逆变器工作性能,因此,散热设计对于逆变器稳定运行至关重要,准确地分析功率开关器件的损耗特性是优化逆变器散热设计的基础。本文以中点钳位型(Neutral Point Cla
近年来,多智能体网络作为自然界极为重要的抽象,在各个领域和学科中都有广泛的应用,例如生物网络(鸟群、鱼群等),机器人网络,无线传感器网络,车联网,计算机网络,甚至社交网络
气液两相流流型检测是多相流动参数检测的重要指标,对采油输油的在线测量具有重要的意义。由于原油多相流动的复杂性,目前尚未能很好的解决采油输油过程的流型识别问题。研究
近些年来,无线通讯技术突飞猛进取得了很大发展,融合的异构无线网络已经逐步崭露头角,越来越受到人们的广泛关注,已经成为未来无线网络发展的一个重要方向。异构无线网络能够
在控制系统的设计及信号处理中,H∞滤波问题都具有重要的理论和实际意义,受到了广泛的关注和研究.H∞滤波的目标是设计一个动态系统,使其对应的滤波误差对于参数、外部噪声等不