隨著國民經濟的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的電機已無法滿足當前工程的要求，其作用也由過去簡單的起停控制、提供動力上升到要求對其速度、位置、轉矩等進行精確的控制，并能實現快速加速、減速、反轉以及準確停止等，使被驅動的機械運動符合于集的要求。在集成電路、現代電子技術及控制理論飛速發(fā)展的今天，電機控制技術也得到了飛快的發(fā)展，電機控制器也由模擬分立元件構成的電路向數模混合、全數字方向發(fā)展。本論文主要研究了FPGA芯片在電機控制器中的應用。 論文首先對無刷直流電機系統(tǒng)進行了綜合性論述。對系統(tǒng)的組成、及系統(tǒng)中主要部分：如位置傳感器、逆變器和功率器件、供電直流電源進行了較詳細的說明；并且提出了與本研究相關的控制機理和實施方案。 其次，論文對FPGA芯片的特點及配置電路、以及以FPGA-FLEX10K10為核心的控制器電路的組成進行了較詳細的論述；同時對超高速集成電路硬件描述語言(VHDL)的特點和應用進行了研究；并提出了應用FPGA芯片對電機速度進行控制的系統(tǒng)構成及工作原理。 論文還對FPGA芯片與DSP芯片共同完成電機控制的方案進行了論述，利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了電機控制器的設計、制造和調試，并在此基礎上分析研究了利用此控制器對無刷直流電機進行調速控制的方法；兩種控制器共同工作，組合方便、功能強大，適合在高精度、高效、寬變速控制的應用場合下，可對電機實現精度更高、策略更復雜的控制。 論文最后還對在具體產品中的應用效果及行了簡單分析。
上傳時間： 2013-08-04
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逆變控制器的發(fā)展經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)，并從數模混合電路過渡到純數字控制的歷程。但是，通用微處理芯片是為一般目的而設計，存在一定局限。為此，近幾年來逆變器專用控制芯片（ASIC）實現技術的研究越來越受到關注，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的實現技術，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學模型，以及基于極點配置的單相電壓型PWM逆變器電流內環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計過程，同時給出了仿真結果，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器件的特征和結構。在給出本芯片應用目標的基礎上，制定了FPGA目標器件的選擇原則和芯片的技術規(guī)格，完成了器件選型及相關的開發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復雜FPGA設計的設計方法學，詳細介紹了基于FPGA的ASIC設計流程，概要介紹了僅使用QuartusII的開發(fā)流程，以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結合使用的開發(fā)流程。在此基礎上，進行了芯片系統(tǒng)功能劃分，針對：DDS標準正弦波發(fā)生器，電壓電流雙環(huán)控制算法單元，硬件PI算法單元，SPWM產生器，三角波發(fā)生器，死區(qū)控制器，數據流/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，完成了模塊化設計。分析了全數字鎖相環(huán)的結構和模型，以此為基礎，設計了一種應用于逆變器的，用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波，用相位累加器實現數控振蕩器（DCO）功能的高精度二階全數字鎖相環(huán)（DPLL）。分析了“流水線操作”等設計優(yōu)化問題，并針對逆變器控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)算法呈多層結構，且層與層之間還有數據流聯(lián)系，其執(zhí)行順序和數據流的走向較為復雜，不利于直接采用流水線技術進行設計的特點，提出一種全新的“分層多級流水線”設計技術，有效地解決了復雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設計問題。本文最后對芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。指出了設計中的“競爭冒險”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問題，分析了產生機理，并給出了常用的解決措施。
上傳時間： 2013-05-28
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∑-ΔA/D轉換器是一種高精度的模數轉換器，它和傳統(tǒng)的A/D轉換器不同，具有高分辨率、高集成度、造價低和使用方便的特點， 并且越來越廣泛地使用在一些高精度儀器儀表和測量設備中。文章從信號的過采樣、噪聲整形、數字抽取濾波等方面分析了∑-ΔA/D轉換器的工作原理，對人們全面了解∑-ΔA/D轉換器有一定的幫助。
上傳時間： 2013-11-25
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電子產品的設計一般先從功能框圖開始，然后細化到原理圖，還要經過很復雜和繁瑣的調試驗證過程，最終才能完成。為了驗證原理圖的正確性，都要焊接實驗板（樣板），或使用易于插件的“面包板”，每個節(jié)點都必須正確和可靠，連接或焊接過程都是細致而耗時的工作，在器件很多時幾乎是不可能完成的任務，而每次調整都要打樣，耗時長而成本高，在設計集成電路時更是如此，急需在制造之前驗證集成電路的功能。這種現實需要就迫使人們想用他辦法來解決。 根據電路理論，人們可以建立起節(jié)點方程和回路方程，通過解這些方程組成的方程組就可以得到結果，也就是說可以通過計算來獲得電路的工作情況。但包含電感、電容等器件的電路形成的是一組微分方程組，人工計算依然是累人的活，而計算機則可以大展身手，通過其強大的存儲、計算和圖形顯示能力就能輕松完成，很快得到結果。基于這種思想，人們開發(fā)出電路仿真軟件，通過快速的仿真，代替耗時且累人的反復調測，提高設計速度和效率，也節(jié)省了時間和成本。最早、最出色的仿真軟件就是SPICE。SPICE是Simulation Program with Integrated Circuits Emphasis的縮寫，由美國加利福尼亞大學伯克利(Berkeley)分校的電工和計算機科學系開發(fā)，骨干是Ron Rohrer和Larry Nagel，開始是使用FORTRAN語言設計的仿真軟件，用于快速可靠地驗證集成電路中的電路設計以及預測電路的性能。第一個版本SPICE1于1971年推出，通過圍繞晶體管建立電流和電壓變量來仿真電路的行為，稱為模擬仿真或電路級仿真，且只能模擬100個晶體管的電路。1975年SPICE2發(fā)布，開始正式實用化，1983年發(fā)布的SPICE2G.6在很長時間內都是工業(yè)標準，它包含超過15000條FORTRON語句，運行于多種中小型計算機上。1985年SPICE3推出，轉為用C語言開發(fā)，易于運行于UNIX工作站，還增加了圖形后處理工具和原理圖工具，提供了更多的器件模型和分析功能。在1988年SPICE被定為美國國家標準。Spice仿真器采用修改的節(jié)點分析法來建立電路方程組，提供非線性直流分析，非線性瞬態(tài)分析（實域分析）和線性小信號分析（頻域分析）等。其中瞬態(tài)分析是最費時的驗證方法，通常是利用數值積分法把非線性微分方程變成一組代數方程組，然后用高斯消去法來求解，因為這些線性方程僅僅在積分時刻點是有效的，而隨著仿真器進展到下一個積分步長，積分方法必須重復來得到新的線性方程組，如果信號變化得特別快，積分步長應該取得非常小以便積分方法能收斂到正確的解，因此瞬態(tài)分析需要大量的數學操作。隨著SPICE的發(fā)布，其他一些機構也加入研究行列，更有一些軟件供應商也看中這個商機，紛紛推出基于SPICE3的各種商業(yè)軟件，如XSPICE、PSPICE、ISSPICE、T-SPICE、HSPICE等等，功能更強，更方便使用，使SPICE成為電子電路仿真的主流軟件，一些軟件公司也是通過SPICE相關軟件得到發(fā)展，并逐漸成為現在的EDA軟件公司，成為知識創(chuàng)造財富的實例。因為SPICE仿真需要相關的元器件仿真模型庫，還催生了依靠提供器件模型為生的公司和個人，但中國人都樂于奉獻，沒錢當然不會買，這種公司在中國是無法存在的（http://www.aeng.com/spicemodeling.asp ）。SPICE軟件也有一定局限性，有些電路無法仿真或仿真時因不能收斂而失敗，特別是用于數模混合電路及脈沖電路時尤其如此。就算通過仿真，最終還是要通過實際制作電路板調試和驗證，仿真只是使這個過程大大縮短，次數大大減少，也就降低了成本。軟件能提高效率和降低成本，所以就有相應的價值，但中國人的人工費低廉而有的是時間，干得好干得快才讓人討厭，軟件在中國也就不值錢了。
上傳時間： 2022-05-25
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摘要：本文設計了一款Boost實用電路，給出了系統(tǒng)主電路、控制電路及驅動電路，并對各電路中主要的參數進行了計算。借助數模混合仿真軟件Saber對電路進行了仿真，并利用仿真結果對電路參數進行了優(yōu)化，同時把仿真結果與實驗結果作了比較分析，最終使設計結果滿足了設計要求。關鍵詞：Boost；Saber；混合仿真；PMM高頻開關穩(wěn)壓電源已廣泛用于基礎直流電源、交流電源、各種工業(yè)電源、通信電源、逆變電源、計算機電源、LPS不間斷電源、醫(yī)療和雷達高壓電源等。它能把電網提供的強電和粗電，變換成各種電氣設備和儀器所需的高穩(wěn)定度的精電和細電，它是現代電了設備重要的“心臟供血系統(tǒng)”。Boost升壓電路是開關電源基本拓撲結構中的一種，由于其具有優(yōu)越的無極升壓、變壓功能，因此，可以把它直接應用于需要升壓的地方，如太陽能、風能資源的二次開發(fā)利用等。
上傳時間： 2022-07-23
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隨著計算機和微電子技術的飛速發(fā)展，基于數字信號處理的示波器、信號發(fā)生器、邏輯分析儀和頻譜分析儀等測量儀器已經應用到各個領域并且發(fā)揮著重要作用，但這些儀器昂貴的價格阻礙了它們的普遍使用。 本文針對電子測量儀器技術發(fā)展和普及的情況，結合用FPGA實現數字信號處理的優(yōu)勢，研究一種基于FPGA的輔助性獨立電予測量儀器的軟件系統(tǒng)。這種儀器可以作為數模混合電路測試和驗證的工具，用來觀察模擬信號波形、數字信號時序波形、模擬信號的幅度頻譜，也可以用來產生DDS信號。在硬件選擇上，使用具有Altera公司CycloneⅡ器件的平臺來實現單片DSP系統(tǒng)，這種芯片成本低廉、工作速度快、技術兼容性好；在軟件設計上，采用基于FPGA的可編程數字邏輯設計方法，這種方法具有開發(fā)難度小、功能擴展簡單等優(yōu)點。設計中采用的關鍵技術包括：基于FPGA和IP Core的Verilog HDL設計、數據采集、數據存儲、數據處理以及數據波形的實時顯示。對這些技術的研究探討不僅有理論研究價值，在科學實驗和產品設計中同樣具有重要的實用價值。系統(tǒng)的設計以低資源、高性能為目標，設計中采用了科學的模塊劃分、設計與集成的方法，在保持原四種信號處理功能不變的前提下，盡量多的節(jié)約各種FPGA資源，為實現低成本的輔助電子測量儀器提供了可能。
標簽： FPGA 多功能電子 測量系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-05
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對一些信號的監(jiān)測尤其是對電壓、電流、溫度等模擬量的監(jiān)測有著很廣泛的應用，通過監(jiān)測到的數據，可以對系統(tǒng)相關設置進行及時調整，為人們的生產生活帶來便利與保證。 系統(tǒng)采用Actel公司先進的模數混合FPGA以及Actel公司的SOPC設計解決方案，單芯片實現以CortexMI處理器為核心的片上監(jiān)測系統(tǒng)。它可以完成對電壓、電流、溫度等模擬量的監(jiān)測，系統(tǒng)模擬模塊將采集到的數據ADC后送給處理器Cortex-MI進行處理，通過串行口，以太網口和OLED，實現與PC主機交互，板上實時顯示以及遠程主機檢測功能。借助于Actel的先進的新型fusion模數混合FPGA器件，單芯片實現可直接對外部模擬信號進行處理的數模混合系統(tǒng)，簡化了設計；對電壓，電流，溫度等模擬量的測控在日常生活中有很重要的意義，該系統(tǒng)在智能家電，電源監(jiān)控以及微控制器等領域有廣泛的應用前景。 本文研究的主要內容包括： 1.對現有嵌入式設計方法進行比較，確定系統(tǒng)設計目標并選擇SOPC方案設計系統(tǒng)； 2.系統(tǒng)硬件平臺設計； 3.系統(tǒng)軟件設計。
標簽： FPGA 電壓電流 溫度監(jiān)測
上傳時間： 2013-06-14
上傳用戶：tuilp1a
射頻與數模混合類高速PCB設計，對手機設計者，及PROTEL熟練者大有裨益! 射頻與數模混合類高速PCB設計，對手機設計者，及PROTEL熟練者大有裨益!
上傳時間： 2013-07-22
上傳用戶：mfhe2005
隨著現代集成電路技術的發(fā)展，鎖相環(huán)已經成為集成電路設計中非常重要的一個部分，所以對鎖相環(huán)的研究具有積極的現實意義。然而傳統(tǒng)的鎖相環(huán)大多是數模混合電路，在工藝上與系統(tǒng)芯片中的數字電路存在兼容問題。因此設計一...
上傳時間： 2013-06-09
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隨著經濟的發(fā)展，科學技術的進步，永磁電機的研發(fā)和控制技術都有了快速的發(fā)展。永磁電機的發(fā)展也帶來了永磁電機控制器的發(fā)展，電機控制器已經由傳統(tǒng)的模擬元件控制器，逐漸轉向數模混合控制器、全數字控制器。基于現場可編程...
標簽： FPGA 永磁電機 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-20
上傳用戶：tianyi223
