在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式中，效果最好的是細(xì)分驅(qū)動(dòng)，當(dāng)今高端的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器基本都采用這種技術(shù)。步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)是一門綜合了數(shù)字化技術(shù)、集成控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的新技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、科研、通訊、天文等領(lǐng)域。 本文設(shè)計(jì)了一種基于DSP以及FPGA的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)SPWM(正弦脈寬調(diào)制)波細(xì)分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在DSP系統(tǒng)中采用TMS320I．F2407A微控制器作為核心控制器件，用軟件產(chǎn)生SPWM波；在FPGA系統(tǒng)中采用FPGA芯片，通過VerilogHDL語言，實(shí)現(xiàn)了SPWM波；在功率驅(qū)動(dòng)級(jí)電路上采用雙極性H橋的驅(qū)動(dòng)方式。最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)SPWM波細(xì)分驅(qū)動(dòng)，大大提高了步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。 本文介紹了兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的工作原理、控制原理以及細(xì)分驅(qū)動(dòng)的基本原理。通過對(duì)恒轉(zhuǎn)矩細(xì)分驅(qū)動(dòng)的分析，提出了兩相混合式步進(jìn)電機(jī)SPWM波細(xì)分驅(qū)動(dòng)的方案，并給出了SPWM波產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型。最后，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的SPWM波細(xì)分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的基于DSP與FPGA的SPWM波細(xì)分驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以很好地克服電機(jī)低頻振蕩的問題，提高電機(jī)在中、低速運(yùn)行的性能。電機(jī)的掃描范圍與理論值基本接近；微步距在誤差允許的范圍內(nèi)也基本可以滿足要求。
標(biāo)簽： FPGA DSP 步進(jìn)電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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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(jì)，存在一定局限。為此，近幾年來逆變器專用控制芯片（ASIC）實(shí)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(gè)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(shí)現(xiàn)技術(shù)，依次對(duì)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(jì)及優(yōu)化，流水線操作和并行化，芯片運(yùn)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(shí)間和離散時(shí)間的數(shù)學(xué)模型，以及基于極點(diǎn)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(jì)過程，同時(shí)給出了仿真結(jié)果，仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動(dòng)、靜態(tài)性能，并且具有自動(dòng)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(jì)的設(shè)計(jì)方法學(xué)，詳細(xì)介紹了基于FPGA的ASIC設(shè)計(jì)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(duì)：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(jì)。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(jì)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(shí)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(jì)優(yōu)化問題，并針對(duì)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(jì)的特點(diǎn)，提出一種全新的“分層多級(jí)流水線”設(shè)計(jì)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(jì)問題。本文最后對(duì)芯片運(yùn)行穩(wěn)定性等問題進(jìn)行了初步研究。指出了設(shè)計(jì)中的“競爭冒險(xiǎn)”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。
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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SA4828 是由英國MITEL 公司推出的一種三相脈寬調(diào)制波發(fā)生器，它采用不對(duì)稱規(guī)則采樣SPWM算法，通過存儲(chǔ)在片內(nèi)ROM 中的調(diào)制波與片內(nèi)產(chǎn)生的三角形載波比較，生成SPWM輸出脈沖。SA4
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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三相SPWM信號(hào)是由高頻載波和三相調(diào) 制波比較而得的，三相svpwm信號(hào)也可理解為由高頻載波和三相調(diào)制波比較而得，區(qū)別是前者的三相調(diào)制波是三相對(duì)稱的正弦波，后者的三相調(diào)制波是三相對(duì)稱的馬鞍形波，馬鞍形波由正弦波和一定幅值的三次諧波復(fù)合而成。但令人回味的是，svpwm的最初出現(xiàn)和發(fā)展卻和以上思路大相徑庭，其完全從空間矢量的角度出發(fā)，后來人們才發(fā)現(xiàn)svpwm和SPWM的以上淵源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆變器中得以廣泛應(yīng)用，其原因有兩個(gè)，一是采用svpwm的逆變器輸出相電壓中的基波含量高于采用SPWM的逆變器[2][3]，二是dsp的快速運(yùn)算能力可以實(shí)時(shí)計(jì)算開關(guān)時(shí)間。但在實(shí)際應(yīng)用svpwm時(shí)，往往對(duì)以下問題感到疑惑：svpwm算法的推導(dǎo)、開關(guān)向量的選擇、dsp的實(shí)現(xiàn)、逆變器輸出相電壓有效值的大小。本文的內(nèi)容將有助這些疑惑的解決，更靈活地應(yīng)用svpwm算法。
上傳時(shí)間： 2013-06-05
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一種基于單片機(jī)和SA4828芯片的變頻變壓電源:摘要：介紹了一種三相變頻變壓電源的設(shè)計(jì)方法。電源采用單片機(jī)和SPWM發(fā)生器SA4828專用芯片控制，使得控制系統(tǒng)簡單可靠，使用靈活，適用性強(qiáng)，具有
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件的應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬。可編程SoC設(shè)計(jì)已成為SoC設(shè)計(jì)的新方法。論文介紹了可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)方法和開發(fā)技術(shù)，并用硬件描述語言和FPGA／CPLD設(shè)計(jì)技術(shù)，探索和研究了基于FPGA的RISCMCU的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。 論文參照Mircochip公司的PICl6C5X單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了8位RISCMCU。該嵌入式MCU設(shè)計(jì)采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法和模塊化設(shè)計(jì)思想。MCU總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)劃分控制模塊、ALU模塊、存儲(chǔ)模塊三大模塊。然后，對(duì)各模塊的具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)分別進(jìn)行了闡述。論文中設(shè)計(jì)的MCU能實(shí)現(xiàn)PICl6C5X單片機(jī)33條指令中除OPTION、CLRWDT、SLEEP和TRIS四條指令以外的其余29條指令的功能，但應(yīng)用是基于FPGA的，能與其他外設(shè)IP方便的結(jié)合在一起使用，比ASIC的PICl6C57X的應(yīng)用更具靈活性。 軟件仿真和硬件驗(yàn)證表明：所設(shè)計(jì)的嵌入式MCU在各方面均達(dá)到了一定的性能指標(biāo)，在Altera公司ACEX1K系列的EPlK30TCl44-3器件上的工作頻率達(dá)21.88MHz。這些為自主設(shè)計(jì)R／SCMCU的IP核提供了值得借鑒的探索成果和設(shè)計(jì)思路，在通用控制領(lǐng)域也有一定的實(shí)用價(jià)值。 此外，論文中還介紹了三相SPWM控制模塊的設(shè)計(jì)，該模塊具有死區(qū)時(shí)間和載波比任意可調(diào)的特點(diǎn)，可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以作為MCU的外設(shè)子模塊應(yīng)用。
標(biāo)簽： FPGA MCU 嵌入式 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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基于STM32的雙極性逆變器軟件，用于對(duì)逆變電源的研究，里面有雙極性SPWM數(shù)組的計(jì)算公式
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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現(xiàn)場可編程門陣列器件(FPGA)是一種新型集成電路，可以將眾多的控制功能模塊集成為一體，具有集成度高、實(shí)用性強(qiáng)、高性價(jià)比、便于開發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。單相全橋逆變器是逆變器的一種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)它的研究可以為三相逆變器研究提供參考，因此對(duì)單相全橋逆變器的分析有著重要的意義。 本文研制了一種基于FPGA的SPWM數(shù)字控制器，并將其應(yīng)用于單相逆變器進(jìn)行了試驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容包括：SPWM數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)以及逆變器硬件電路設(shè)計(jì)，并對(duì)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了深入分析，提出了相應(yīng)的解決方案和減小波形失真的措施。在硬件設(shè)計(jì)方面，首先對(duì)雙極性／單極性正弦脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行分析，選用適合高頻設(shè)計(jì)的雙極性調(diào)制。其次，詳細(xì)分析死區(qū)效應(yīng)，采用通過判斷輸出電壓電流之間的相位角預(yù)測(cè)橋臂電流極性方向，超前補(bǔ)償波形失真的方案。最后，采用電壓反饋實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)PWM進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。在控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面，采用FPGA自上而下的設(shè)計(jì)方法，對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了功能劃分，完成了DDS標(biāo)準(zhǔn)正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、SPWM產(chǎn)生器以及加入死區(qū)補(bǔ)償?shù)腜WM發(fā)生器、電流極性判斷(零點(diǎn)判斷模塊和延時(shí)模塊)和反饋等模塊的設(shè)計(jì)。針對(duì)仿真和實(shí)驗(yàn)中的毛刺現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生機(jī)理，給出常用的解決措施，改進(jìn)了系統(tǒng)性能。
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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交流電源供電方式正在由集中式向分布式、全功能式發(fā)展，而實(shí)現(xiàn)分布式電源的核心就是模塊的并聯(lián)技術(shù)。多臺(tái)逆變器并聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)大容量供電和冗余供電，可大大提高系統(tǒng)的靈活性，使電源系統(tǒng)的體積重量大為降低，同時(shí)其主開關(guān)器件的電流應(yīng)力也可大大減少，從根本上提高了可靠性、降低成本和提高功率密度。本文主要研究逆變器并聯(lián)技術(shù)。 本文首先對(duì)電壓、電流雙閉環(huán)逆變器控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。通過對(duì)傳遞函數(shù)的分析，得到了基于等效輸出阻抗的雙閉環(huán)控制的逆變器并聯(lián)系統(tǒng)模型。在分析逆變器模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了各控制器參數(shù)，并通過MATLAB仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。根據(jù)上述模型，分析了逆變器并聯(lián)的環(huán)流特性，以及基于有功和無功功率的并聯(lián)控制方案。 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)PGA技術(shù)正在越來越多地用于工程實(shí)踐中。本文在研究SPWM控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用FPGA芯片EP1C12Q240C8實(shí)現(xiàn)了SPWM數(shù)字控制器，用于多模塊逆變器并聯(lián)控制系統(tǒng)。文中給出了仿真結(jié)果和芯片的測(cè)試結(jié)果。 基于FPGA的三相逆變器并聯(lián)數(shù)字控制器的研究具有現(xiàn)實(shí)意義，設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性。仿真和芯片的初步測(cè)試結(jié)果表明：本文設(shè)計(jì)的基于FPGA的逆變器并聯(lián)數(shù)字控制器能夠滿足逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的要求。
標(biāo)簽： FPGA 三相逆變器 并聯(lián) 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-05
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了AT89C 51單片機(jī)產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制(SPWM) 脈沖的算法及編程方法
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