如今電力電子電路的控制旨在實現(xiàn)高頻開關的計算機控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路，它具有簡潔、經(jīng)濟、高速度、低功耗等優(yōu)勢，又具有全集成化、適用性強，便于開發(fā)和維護(升級)等顯著優(yōu)點。與單片機和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發(fā)展的需要。因此，在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開關頻率可調、各路脈沖間的相位可調、接口簡單、響應速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點，可應用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實現(xiàn)進行了比較詳細的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細的分析了該變換器的工作過程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關Boost變換器進行控制，給出了比較完滿的實驗結果。實驗結果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，
上傳時間： 2013-07-10
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隨著電力電子變流技術的不斷發(fā)展，各種先進的控制技術層出不窮。控制器也從過去的模擬電路時代逐漸進入到全數(shù)字控制時代。但是MCU/DSP等通用控制器本身串行程序流工作模式的限制，在實現(xiàn)復雜算法時往往難以滿足系統(tǒng)要求的快速性與實時性的要求，F(xiàn)PGA的出現(xiàn)為解決這個問題提供了一個新的方向。 本文首先對三相PWM整流器系統(tǒng)進行了研究。在查閱大量國內(nèi)外文獻資料的基礎上，對整流器及其控制器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究趨勢做了詳細的研究，并對課題研究的意義有了更深入的認識。接下來對三相電壓型整流器的拓撲結構、數(shù)學模型、整流器的控制技術進行了分析。文中所采用的滯環(huán)電流控制算法具有結構簡單，電流響應速度快，不依賴系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)魯棒性好的特點。運用matlab仿真軟件，對該控制方法進行了仿真。然后對FPGA的發(fā)展歷程、應用、分類、開發(fā)工具、語言等內(nèi)容進行了介紹。最后對滯環(huán)控制算法進行了模塊劃分，將其劃分為PI算法模塊，限幅與指令電流生成模塊，滯環(huán)比較模塊，PWM脈沖生成及死區(qū)保護模塊，AD控制及數(shù)據(jù)儲存模塊，并在Quartus II軟件環(huán)境下，使用VHDL語言通過編程實現(xiàn)模塊化設計。實踐證明，采用FPGA來實現(xiàn)PWM整流器控制算法是可行的。
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)代家庭中單相供電的用電設備如電腦、電視機、冰箱等都具有非線性特性，都會產(chǎn)生諧波污染電網(wǎng)。本文針對這一現(xiàn)象研究了單相并聯(lián)電壓型有源電力濾波器（APF），設計了一個APF控制系統(tǒng)來產(chǎn)生與諧波電流大小相等方向相反的補償電流，并使補償電流實時地跟蹤諧波電流，從而消除諧波電流達到凈化電網(wǎng)。 本文對提出的APF控制系統(tǒng)從模擬和數(shù)字兩個方面進行了深入的研究。 首先，設計了APF的主電路結構，確定了系統(tǒng)中電感電容等元件參數(shù)，并根據(jù)仿真結果系統(tǒng)地分析了參數(shù)變化對系統(tǒng)補償效果的影響，然后根據(jù)補償效果選擇最佳的參數(shù)值。 其次，針對控制系統(tǒng)要求，選用適合系統(tǒng)的電流電壓PI雙環(huán)控制系統(tǒng)，通過參數(shù)優(yōu)化后得到了控制器的最優(yōu)參數(shù)，使控制效果達到最優(yōu)。并從理論上詳細分析了無差拍控制算法。 最后，利用滯環(huán)比較原理制作了10KHz的三角波發(fā)生器，用于PWM調制電路。在對硬件描述語言以及FPGA設計流程深入理解的基礎上，利用Verilog語言實現(xiàn)了雙環(huán)PI控制器和PWM發(fā)生電路的數(shù)字化，使得有源電力濾波器補償精度提高，有更好的可修改性，可使用于很多不同的非線性負載。
標簽： 單相 有源濾波器 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-27
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本課程講義用于PI大學視頻課程 —“初次設計反激式電源”。本課程將向您講解安全設計和測試 電源原型應遵循的具體步驟，確保您的電源能夠正常工作。
標簽： 反激式電源
上傳時間： 2013-06-20
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感應電機由于具有可靠性好、結構簡單、價格低廉和體積小等優(yōu)點，成為生產(chǎn)實踐中應用最廣泛的一種電動機。然而，感應電機是一個多變量、強耦合、非線性的時變系統(tǒng)，這使得感應電機的控制十分復雜，尤其是在對控制精度要求比較高的場合，設計出高精度的感應電機控制系統(tǒng)變得非常困難。 針對高精度感應電機控制較困難的問題，本文分析了感應電機的數(shù)學建模方法及電機控制策略問題。在對感應電機的數(shù)學模型進行了數(shù)學推導的基礎上，在Matlab/Simulink平臺上建立了感應電機的電機模型，提出了一種感應電機控制系統(tǒng)仿真建模的新方法。對常用的數(shù)字脈寬調制方法進行了數(shù)學推導及仿真研究，并將模糊控制理論應用于感應電機的變頻調速系統(tǒng)中，改善了傳統(tǒng)PI控制器超調較大、響應較慢、魯棒性差的缺點。仿真結果驗證模糊PI控制方案的優(yōu)越性。 在感應電機建模仿真的基礎上，根據(jù)高精度感應電機控制器的需求及FPGA的特點，本文提出感應電機控制器的的設計方案。按照FPGA模塊化設計思想，將整個系統(tǒng)進行了合理的劃分，對SVPWM、Park變換、模糊PI控制器、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實現(xiàn)算法進行了深入的研究。并在一些模塊算法的設計上提出了自己的思路。各模塊在Modelsim平臺上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發(fā)板上完成硬件驗證。
上傳時間： 2013-04-24
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感應電機具有可靠性好、結構簡單、耐腐蝕、效率好、結構緊湊、價格低廉和體積小等優(yōu)點，成為工業(yè)伺服控制的主要傳動裝置然而，感應電機又是一個多變量、強耦合的非線性系統(tǒng)，磁鏈和轉矩的非線性耦合及參數(shù)時變，使得感應電機的控制十分復雜，特別是在實際電機控制系統(tǒng)中，還需要考慮硬件和周圍環(huán)境等多種因素的干擾，致使實現(xiàn)高性能的感應電機控制系統(tǒng)更加困難 本文研究感應電機的高性能控制策略，綜述了感應電機高性能控制策略的發(fā)展歷程和感應電機模糊控制的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了實際電機控制系統(tǒng)控制器選型中各個嵌入式微處理器的基本性能和優(yōu)缺點在給出三相坐標系和二相坐標系中的感應電機數(shù)學模型之后，從理論上闡述了模糊控制和矢量控制的基本原理，針對傳統(tǒng)的PI控制器參數(shù)整定繁瑣，系統(tǒng)魯棒性差的缺點，論文將模糊控制技術應用于感應電機的變頻調速，采用CRI推理法，設計了一種參數(shù)自整定模糊PI矢量控制器，利用Matlab對基于模糊PI控制的感應電機控制系統(tǒng)進行了仿真，并對采用兩種控制器實現(xiàn)的感應電機調速控制系統(tǒng)進行了比較、分析仿真結果表明模糊控制的控制性能優(yōu)于常規(guī)的PI調節(jié)器 論文對基于ARM的感應電機數(shù)字控制技術進行了系統(tǒng)研究，闡述了采用LPC2214ARM微處理器構成數(shù)字感應電機變頻調速系統(tǒng)的方法，給出了一種高性能感應電機的數(shù)字實現(xiàn)方案，詳細介紹了系統(tǒng)硬件結構的組成及軟件模塊的功能，并給出了主要算法的參考代碼，為實際電機控制器的選型和開發(fā)提供了一個新的思路
標簽： ARM 感應電機 數(shù)字控制器
上傳時間： 2013-08-03
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隨著經(jīng)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(jīng)由傳統(tǒng)的模擬元件控制器，逐漸轉向數(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)字電機控制技術得到越來越多的關注。現(xiàn)在的FPGA不僅實現(xiàn)了軟件需求和硬件設計的完美集合，還實現(xiàn)了高速與靈活性的完美結合，使其已超越了ASIC器件的性能和規(guī)模。在工業(yè)控制領域，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)無刷直流電機控制技術的基礎上，分析了采用FPGA實現(xiàn)電機控制的優(yōu)點。詳細介紹了使用硬件編程語言，在FPGA中編程實現(xiàn)永磁無刷直流電機速度閉環(huán)控制的各個關鍵環(huán)節(jié)，如：PI調節(jié)器、數(shù)字PWM等等。在實現(xiàn)永磁無刷直流電機速度閉環(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速度閉環(huán)控制的基礎上，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的速度閉環(huán)獨立控制系統(tǒng)。介紹了采用FPGA進行多臺電機控制具有獨特的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢使得FPGA在實現(xiàn)多臺電機控制時非常方便，具有單片機(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控制系統(tǒng)分別進行了實驗驗證。 FPGA編程靈活，設計方便，本文在FPGA中實現(xiàn)了各種不同的PWM調制方式。從電路方面詳細分析了采用不同的PWM調制，換相時無刷直流電機母線的反向電流問題。借助FPGA平臺，對各種PWM調制方式進行了實驗，對理論分析進行了驗證。 另外，本文介紹了目前非常流行的一種FPGA圖形化設計方法，即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA設計。這種設計方法具有圖形化、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，可以直接生成相應的硬件編程語言代碼下載到FPGA中運行。本文借助XSG軟件設計在XSG/Simulink中實現(xiàn)了永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)的混合建模算法，并進行了仿真。
標簽： FPGA 永磁電機 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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印刷電路板（PCB）設計解決方案市場和技術領軍企業(yè)Mentor Graphics（Mentor Graphics）宣布推出HyperLynx® PI（電源完整性）產(chǎn)品，滿足業(yè)內(nèi)高端設計者對于高性能電子產(chǎn)品的需求。HyperLynx PI產(chǎn)品不僅提供簡單易學、操作便捷，又精確的分析，讓團隊成員能夠設計可行的電源供應系統(tǒng)；同時縮短設計周期，減少原型生成、重復制造，也相應降低產(chǎn)品成本。隨著當今各種高性能/高密度/高腳數(shù)集成電路的出現(xiàn)，傳輸系統(tǒng)的設計越來越需要工程師與布局設計人員的緊密合作，以確保能夠透過眾多PCB電源與接地結構，為IC提供純凈、充足的電力。配合先前推出的HyperLynx信號完整性（SI）分析和確認產(chǎn)品組件，Mentor Graphics目前為用戶提供的高性能電子產(chǎn)品設計堪稱業(yè)內(nèi)最全面最具實用性的解決方案。“我們擁有非常高端的用戶，受到高性能集成電路多重電壓等級和電源要求的驅使，需要在一個單一的PCB中設計30余套電力供應結構。”Mentor Graphics副總裁兼系統(tǒng)設計事業(yè)部總經(jīng)理Henry Potts表示。“上述結構的設計需要快速而準 確的直流壓降(DC Power Drop)和電源雜訊(Power Noise)分析。擁有了精確的分析信息，電源與接地層結構和解藕電容數(shù)(de-coupling capacitor number)以及位置都可以決定，得以避免過于保守的設計和高昂的產(chǎn)品成本。”
上傳時間： 2013-11-18
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提出一種增加去耦支路損耗抑制電源分配網(wǎng)絡PDN中并聯(lián)諧振的方法。該方法通過在去耦支路引入一個串聯(lián)電阻，使PDN的損耗增加，從而抑制PDN并聯(lián)諧振。給出了理論模型，借助Hyperlynx PI仿真軟件在DM642板卡上進行仿真實驗。結果表明，在去耦支路引入一個0.45 Ω電阻，可將PDN并聯(lián)諧振處的品質因數(shù)Q從282抑制到13。同時，分析了引入電阻對去耦效果的影響。當引入電阻小于0.45 Ω時，可通過增加去耦電容并聯(lián)個數(shù)來補償引入電阻對去耦的影響。
標簽： 電源分配 并聯(lián)諧振 網(wǎng)絡
上傳時間： 2013-11-16
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介紹了由兩個DC/DC開關電源模塊并聯(lián)構成的供電系統(tǒng)電路結構和工作原理。該系統(tǒng)采用ARM芯片STM32為主控芯片產(chǎn)生驅動功率開關器件MOSFET的PWM脈沖[1]，對供電系統(tǒng)的輸出電壓和各個模塊的輸出電流均實現(xiàn)了全數(shù)字閉環(huán)PI控制。系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定，能實現(xiàn)兩個模塊電流的比例分配，同時具有輸出負載短路及延時恢復功能。仿真和實驗結果驗證了控制技術的正確性和可行性。
標簽： DC_DC 開關電源模塊 并聯(lián)供電系統(tǒng) 均流
上傳時間： 2013-11-20
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