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內(nèi)(nèi)模控制

基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時鐘同步控制技術(shù)研究與實現(xiàn).rar

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種電子設(shè)備對時間精度的要求日益提升。在衛(wèi)星發(fā)射、導(dǎo)航、導(dǎo)彈控制、潛艇定位、各種觀測、通信等方面，時鐘同步技術(shù)都發(fā)揮著極其重要的作用，得到了廣泛的推廣。對于分布式采集系統(tǒng)來說，中心主站需要對來自于不同采集設(shè)備的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，得到各個采集點對同一事件的采集時間差異，通過對該時間差異的分析，最終做出對事件的準(zhǔn)確判斷。如果分布式采集系統(tǒng)中的各個采集設(shè)備不具有統(tǒng)一的時鐘基準(zhǔn)，那么得到的各個采集時間差異就不能反映出實際情況，中心主站也無法準(zhǔn)確地對事件進(jìn)行分析和判斷，甚至得出錯誤的結(jié)論。因此，時鐘同步是分布式采集系統(tǒng)正常運作的必要前提。目前國內(nèi)外時鐘同步領(lǐng)域常用的技術(shù)有GPS授時技術(shù)，鎖相環(huán)技術(shù)和IRIG-B 碼等。GPS授時技術(shù)雖然精度高，抗干擾性強，但是由于需要專用的GPS接收機(jī)，若單純使用GPS 授時技術(shù)做時鐘同步，就需要在每個采集點安裝接收機(jī)，成本較高。鎖相環(huán)是一種讓輸出信號在頻率和相位上與輸入?yún)⒖夹盘柾降募夹g(shù)，輸出信號的時鐘準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性直接依賴于輸入?yún)⒖夹盘枴RIG-B 碼是一種信息量大，適合傳輸?shù)臅r間碼，但是由于其時間精度低，不適合應(yīng)用于高精度時鐘同步的系統(tǒng)。基于上述分析，本文結(jié)合這三種常用技術(shù)，提出了一種基于FPGA的分布式采集系統(tǒng)時鐘同步控制技術(shù)。該技術(shù)既保留了GPS 授時的高精確度和高穩(wěn)定性，又具備IRIG-B時間碼易傳輸和低成本的特性，為分布式采集系統(tǒng)中的時鐘同步提供了一種新的解決方案。本文中的設(shè)計采用了Ublox公司的精確授時GPS芯片LEA-5T，通過對GPS芯片串行時間信息解碼，獲得準(zhǔn)確的UTC時間，并實現(xiàn)了分布式采集系統(tǒng)中各個采集設(shè)備的精確時間打碼。為了能夠使整個分布式采集系統(tǒng)具有統(tǒng)一的高精度數(shù)據(jù)采集時鐘，本論文采用了數(shù)模混合的鎖相環(huán)技術(shù)，將GPS 接收芯片輸出的高精度秒信號作為參考基準(zhǔn)，生成了與秒信號高精度同步的100MHZ 高頻時鐘。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 碼的編碼部分，將B 碼的準(zhǔn)時標(biāo)志與GPS 秒信號同步，提高了IRIG-B 碼的時間精度。在分布式采集系統(tǒng)中，IRIG-B時間碼能直接通過串口或光纖將各個采集點時間與UTC時間統(tǒng)一，節(jié)約了各點布設(shè)GPS 接收機(jī)的高昂成本。最后，通過PC104總線對時鐘同步控制卡進(jìn)行了數(shù)據(jù)讀取和測試，通過實驗結(jié)果的分析，提出了改進(jìn)方案。實驗表明，改進(jìn)后的時鐘同步控制方案具有很高的時鐘同步精度，對時鐘同步技術(shù)有著重大的推進(jìn)意義！

標(biāo)簽： FPGA 分布式采集

上傳時間： 2013-08-05

上傳用戶：lz4v4
基于FPGA的自動增益控制視頻放大器設(shè)計

　　采用自動增益控制(AGC)技術(shù)實現(xiàn)的寬頻帶放大器在雷達(dá)系統(tǒng)及其他相關(guān)電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。　　本文詳細(xì)討論了基于FPGA和可編程增益放大器(PGA)實現(xiàn)的自動增益控制寬帶視頻放大器的設(shè)計及實現(xiàn)方法。首先給出了自動增益控制寬帶放大器取樣反饋、數(shù)字控制部分的多種實現(xiàn)方案，并根據(jù)實際應(yīng)用情況及性能指標(biāo)要求進(jìn)行了方案論證。接著，分別介紹了模擬通道部分、數(shù)字取樣模塊、FPGA邏輯控制模塊及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，包括它們的芯片選擇、實現(xiàn)方法和注意事項等。最后，對FPGA邏輯控制模塊進(jìn)行了功能分解，并以XilinxISE和Modelsim為開發(fā)平臺完成了其子模塊的程序設(shè)計及相關(guān)階段的仿真。　　本文實現(xiàn)的電路板可對帶寬達(dá)40M的信號進(jìn)行平穩(wěn)的放大并輸出較平坦的信號波形。同時，該電路板具有自動增益及固定增益選擇能力。當(dāng)選擇自動增益方式時，增益的改變通過增益同步脈沖觸發(fā)，觸發(fā)脈沖可由系統(tǒng)內(nèi)部周期產(chǎn)生或外部提供。

標(biāo)簽： FPGA 自動增益控制放大器設(shè)計視頻

上傳時間： 2013-06-05

上傳用戶：acon
基于FPGA的逆變器控制芯片研究

逆變控制器的發(fā)展經(jīng)歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片（DSP/MCU）為核心的電路系統(tǒng)，并從數(shù)模混合電路過渡到純數(shù)字控制的歷程。但是，通用微處理芯片是為一般目的而設(shè)計，存在一定局限。為此，近幾年來逆變器專用控制芯片（ASIC）實現(xiàn)技術(shù)的研究越來越受到關(guān)注，已成為逆變控制器發(fā)展的新方向之一。本文利用一個成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型，圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實現(xiàn)技術(shù)，依次對專用芯片的系統(tǒng)功能劃分，硬件算法，全系統(tǒng)的硬件設(shè)計及優(yōu)化，流水線操作和并行化，芯片運行穩(wěn)定性等問題進(jìn)行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續(xù)時間和離散時間的數(shù)學(xué)模型，以及基于極點配置的單相電壓型PWM逆變器電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，同時給出了仿真結(jié)果，仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動、靜態(tài)性能，并且具有自動限流功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結(jié)構(gòu)。在給出本芯片應(yīng)用目標(biāo)的基礎(chǔ)上，制定了FPGA目標(biāo)器件的選擇原則和芯片的技術(shù)規(guī)格，完成了器件選型及相關(guān)的開發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復(fù)雜FPGA設(shè)計的設(shè)計方法學(xué)，詳細(xì)介紹了基于FPGA的ASIC設(shè)計流程，概要介紹了僅使用QuartusII的開發(fā)流程，以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結(jié)合使用的開發(fā)流程。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了芯片系統(tǒng)功能劃分，針對：DDS標(biāo)準(zhǔn)正弦波發(fā)生器，電壓電流雙環(huán)控制算法單元，硬件PI算法單元，SPWM產(chǎn)生器，三角波發(fā)生器，死區(qū)控制器，數(shù)據(jù)流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元，研究了它們的硬件算法，完成了模塊化設(shè)計。分析了全數(shù)字鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)和模型，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種應(yīng)用于逆變器的，用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波，用相位累加器實現(xiàn)數(shù)控振蕩器（DCO）功能的高精度二階全數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）。分析了“流水線操作”等設(shè)計優(yōu)化問題，并針對逆變器控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)算法呈多層結(jié)構(gòu)，且層與層之間還有數(shù)據(jù)流聯(lián)系，其執(zhí)行順序和數(shù)據(jù)流的走向較為復(fù)雜，不利于直接采用流水線技術(shù)進(jìn)行設(shè)計的特點，提出一種全新的“分層多級流水線”設(shè)計技術(shù)，有效地解決了復(fù)雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設(shè)計問題。本文最后對芯片運行穩(wěn)定性等問題進(jìn)行了初步研究。指出了設(shè)計中的“競爭冒險”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問題，分析了產(chǎn)生機(jī)理，并給出了常用的解決措施。

標(biāo)簽： FPGA 逆變器控制芯片

上傳時間： 2013-05-28

上傳用戶：ice_qi
開關(guān)磁阻電機(jī)的新型齒極結(jié)構(gòu)及自組織模糊控制

開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機(jī)械特性,而備受矚目,應(yīng)用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對上述問題進(jìn)行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開關(guān)磁阻電機(jī)的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開關(guān)磁阻電機(jī)振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對定子極位于關(guān)斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進(jìn)而降低了開關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對電機(jī)的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機(jī)因磁路的飽和導(dǎo)致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開關(guān)磁阻電機(jī)的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關(guān)磁阻電機(jī)的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復(fù)雜,實現(xiàn)起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對于非線性、變結(jié)構(gòu)、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機(jī)來說尤其適用.同時,模糊控制實現(xiàn)比較容易.但對于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)來說固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達(dá)到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過在線調(diào)整參數(shù),達(dá)到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點.

標(biāo)簽： 開關(guān)磁阻電機(jī) 自組織模糊控制

上傳時間： 2013-05-16

上傳用戶：大三三
汽車ABS控制算法及基于ARM的控制器開發(fā)研究

汽車防抱死制動控制系統(tǒng)(ABS)是改善汽車主動安全性的重要裝置，在汽車日益普及的今天，它的應(yīng)用更為廣泛和具有重要意義。作為制動系統(tǒng)中的閉環(huán)控制裝置，它能防止制動過程中的車輪抱死，以保持車輛的方向穩(wěn)定性和減少輪胎磨損。ABS的主要部件有：液壓調(diào)節(jié)器、輪速傳感器和用于信號處理、觸發(fā)報警燈和控制液壓調(diào)節(jié)器的ECU。本文首先簡要介紹了ABS的發(fā)展歷史和基本功能，整個系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其控制原理。利用MATLAB/Simulink建立各部件的模型，包括單輪旋轉(zhuǎn)動力學(xué)模型、1/2車輛縱向動力學(xué)模型、7自由度整車模型、車輛制動器模型。分析ABS控制方法，建立ABS滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)模型。將滑模變結(jié)構(gòu)控制和傳統(tǒng)邏輯門限控制進(jìn)行比較。在高附著系數(shù)路面上可以看出滑模變結(jié)構(gòu)控制較傳統(tǒng)邏輯門限控制能進(jìn)一步縮短制動距離。進(jìn)一步地，利用相同制動力在不同附著系數(shù)路面上引起的車輪角減速度不同的特點，在線修正目標(biāo)滑移率，仿真結(jié)果顯示獲得了更好的制動效果。根據(jù)防抱死制動系統(tǒng)的工作原理，以ARM單片機(jī)LPC2292為核心，完成了輪速信號調(diào)理電路、電磁閥和回液泵電機(jī)驅(qū)動電路等電路的設(shè)計，闡述了ABS各功能模塊軟件的設(shè)計思想和實現(xiàn)方法，完成了防抱死制動系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。最后，自主設(shè)計的控制器在某車型上進(jìn)行了替換試驗。試驗結(jié)果表明：自主開發(fā)的ABS控制器滿足了制動防抱死功能的需要，各項試驗指標(biāo)皆與原裝ABS接近。

標(biāo)簽： ABS ARM 汽車控制算法

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：nairui21
基于FPGA的永磁電機(jī)控制系統(tǒng)的研究

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，永磁電機(jī)的研發(fā)和控制技術(shù)都有了快速的發(fā)展。永磁電機(jī)的發(fā)展也帶來了永磁電機(jī)控制器的發(fā)展，電機(jī)控制器已經(jīng)由傳統(tǒng)的模擬元件控制器，逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)模混合控制器、全數(shù)字控制器。基于現(xiàn)場可編程...

標(biāo)簽： FPGA 永磁電機(jī) 控制系統(tǒng)

上傳時間： 2013-06-20

上傳用戶：tianyi223
基于FPGA的永磁電機(jī)控制系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，永磁電機(jī)的研發(fā)和控制技術(shù)都有了快速的發(fā)展。永磁電機(jī)的發(fā)展也帶來了永磁電機(jī)控制器的發(fā)展，電機(jī)控制器已經(jīng)由傳統(tǒng)的模擬元件控制器，逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)模混合控制器、全數(shù)字控制器。基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA——Field Programmable Gate Array)的新一代數(shù)字電機(jī)控制技術(shù)得到越來越多的關(guān)注。現(xiàn)在的FPGA不僅實現(xiàn)了軟件需求和硬件設(shè)計的完美集合，還實現(xiàn)了高速與靈活性的完美結(jié)合，使其已超越了ASIC器件的性能和規(guī)模。在工業(yè)控制領(lǐng)域，F(xiàn)PGA雖然起步較晚，但是發(fā)展勢頭迅猛。　　本文在介紹了傳統(tǒng)無刷直流電機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，分析了采用FPGA實現(xiàn)電機(jī)控制的優(yōu)點。詳細(xì)介紹了使用硬件編程語言，在FPGA中編程實現(xiàn)永磁無刷直流電機(jī)速度閉環(huán)控制的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如：PI調(diào)節(jié)器、數(shù)字PWM等等。在實現(xiàn)永磁無刷直流電機(jī)速度閉環(huán)控制的同時，將速度檢測環(huán)節(jié)采用FPGA實現(xiàn)，減小了系統(tǒng)硬件開銷。在實現(xiàn)單臺永磁無刷直流電機(jī)速度閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，本文在一片F(xiàn)PGA芯片上實現(xiàn)了多臺永磁無刷直流電機(jī)的速度閉環(huán)獨立控制系統(tǒng)。介紹了采用FPGA進(jìn)行多臺電機(jī)控制具有獨特的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢使得FPGA在實現(xiàn)多臺電機(jī)控制時非常方便，具有單片機(jī)(MCU)和數(shù)字信號處理器(DSP)無法比擬的優(yōu)點。文中對基于FPGA的單臺和多臺永磁無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)分別進(jìn)行了實驗驗證。　　 FPGA編程靈活，設(shè)計方便，本文在FPGA中實現(xiàn)了各種不同的PWM調(diào)制方式。從電路方面詳細(xì)分析了采用不同的PWM調(diào)制，換相時無刷直流電機(jī)母線的反向電流問題。借助FPGA平臺，對各種PWM調(diào)制方式進(jìn)行了實驗，對理論分析進(jìn)行了驗證。　　另外，本文介紹了目前非常流行的一種FPGA圖形化設(shè)計方法，即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA設(shè)計。這種設(shè)計方法具有圖形化、模塊化的優(yōu)點，大大方便了用戶的FPGA開發(fā)設(shè)計。在XSG中建立的仿真系統(tǒng)，區(qū)別于傳統(tǒng)的Simulink仿真，可以直接生成相應(yīng)的硬件編程語言代碼下載到FPGA中運行。本文借助XSG軟件設(shè)計在XSG/Simulink中實現(xiàn)了永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的混合建模算法，并進(jìn)行了仿真。

標(biāo)簽： FPGA 永磁電機(jī) 控制系統(tǒng)

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：wangyi39
共模電感濾波器設(shè)計

　　摘要:為改善傳統(tǒng)EMI 濾波器的濾波性能,分析并采用了合成扼流圈來替代傳統(tǒng)分立扼流圈,并根據(jù)濾波器阻抗失配原理,通過分析L ISN 網(wǎng)絡(luò)與噪聲源的阻抗特性,分別對共差模等效電路進(jìn)行分析與設(shè)計,提出了基于合成扼流圈的開關(guān)電源EMI 濾波器設(shè)計方法。試驗結(jié)果證明,此方法是有效的,并已成功地應(yīng)用在燃料電池轎車用DC/ DC 變換器的控制電路板設(shè)計中。關(guān)鍵詞:開關(guān)電源;電磁干擾;合成扼流圈;共模電感

標(biāo)簽： 共模電感濾波器設(shè)計

上傳時間： 2013-06-09

上傳用戶：萬有引力
基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的逆變器并聯(lián)控制策略研究

滑模

標(biāo)簽： 滑模變結(jié)構(gòu) 控制并聯(lián)控制逆變器

上傳時間： 2013-10-10

上傳用戶：haohaoxuexi
逆變器的滑模變結(jié)構(gòu)控制研究

含滑模硬件搭建

標(biāo)簽： 逆變器滑模變結(jié)構(gòu) 控制研究

上傳時間： 2013-12-17

上傳用戶：Togetherheronce