基于FPGA的变频调速控制系统设计与实现-自动化技术-论文之家

您现在的位置：硕士论文 >> 电子论文 >> 自动化 >> 自动化技术 >> 正文

基于FPGA的变频调速控制系统设计与实现

作者：杨小豹 Publish: 2006-11-29 Hits:-

【中文题名】

基于FPGA的变频调速控制系统设计与实现

【英文题名】

【学科专业】

检测技术与自动化装置

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-11-29

【中关键词】

现场可编程门阵列,脉宽调制,数字控制振荡器,变频调速,,

【英关键词】

FPGA,PWM,NCO,Variable-frequency induction motor speed modulation,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统

【论文摘要】

如今电力电子电路的控制旨在实现高频开关的计算机控制,并向着更高频率、更低损耗和全数字化的方向发展。现场可编程门阵列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年来崭露头角的一类新型集成电路,它具有简洁、经济、高速度、低功耗等优势,又具有全集成化、适用性强,便于开发和维护(升级)等显著优点。与单片机和DSP相比,FPGA的频率更高、速度更快,这些特点顺应了电力电子电路的日趋高频化和复杂化发展的需要。因此,在越来越多的领域中FPGA得到了日益广泛的发展和应用。本文提出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)器件实现数字化变频调速控制系统的设计方案。该系统能产生三相六路正弦脉宽调制(SPWM)波形;调制频率范围为0～4KHZ,分7级控制;16位的速度控制分辨率;载波频率分8级控制,最高可达24KHZ;系统接口兼容Intel系列和Motorola系列单片机;该系统控制简单、精确,易修改,可现场编程;同时具有脉冲延时小、最小脉冲删除、过压和过流保护功能等特点,可应用于PWM变频调速系统的全数字化控制。文中对方案的实现进行了详细的论述,主要包括系统设计的理论分析,系统结构设计...

【论文题纲】

第1章绪论	10-19
1.1 课题技术背景	10-18
1.1.1 电力电子电路的数字化控制技术	10-11
1.1.2 可编程器件在电力电子变换技术应用中的特点	11-12
1.1.3 可编程器件以及EDA 技术的发展与应用	12-18
1.1.3.1 可编程器件的发展与应用	12-15
1.1.3.2 EDA 技术的发展与应用	15-18
1.2 论文组织结构	18-19
第2章 FPGA 数字系统的设计	19-28
2.1 数字系统设计的基本理论	19-22
2.2 FPGA 的设计流程	22
2.3 开发工具简介	22-23
2.4 Verilog HDL 语言	23-28
2.4.1 概述	23-24
2.4.2 硬件描述语言编码风格	24-28
2.4.2.1 if 与case 语句	24-25
2.4.2.2 有限状态机	25-27
2.4.2.3 同步与异步	27-28
第3章系统设计原理	28-38
3.1 正弦脉宽调制控制技术	28-31
3.1.1 SPWM 控制技术的基本原理	28-29
3.1.2 SPWM 的调制方式	29-30
3.1.3 SPWM 波形实现方法	30-31
3.2 数字控制振荡器	31-34
3.2.1 DDS 方法实现NCO 的原理	32-33
3.2.2 利用改进的数字控制振荡器生成离散正弦波样本	33-34
3.3 系统总体结构及功能要求	34-36
3.3.1 系统设计要求	34-35
3.3.2 系统结构框图及模块划分	35-36
3.4 在 FPGA 中控制系统的引脚顶层定义	36-38
第4章变频调速控制系统结构设计	38-65
4.1 控制系统的寄存器功能	38-42
4.1.1 初始化寄存器	38-41
4.1.2 控制寄存器	41-42
4.2 系统时钟分频模块的设计	42-43
4.2.1 分频模块的实现	42-43
4.2.2 分频模块仿真	43
4.3 正弦调制波模块的设计及仿真	43-49
4.3.1 同步地址触发脉冲生成模块	44-45
4.3.2 同步触发信号的仿真波形	45
4.3.3 分时运算电路的设计	45-48
4.3.3.1 分时复用原理及其应用	45-46
4.3.3.2 分时运算电路的实现	46-47
4.3.3.3 所设计系统的仿真及分析	47-48
4.3.4 正弦查找表ROM 的设计	48
4.3.5 幅值调整模块的设计及仿真	48-49
4.3.6 三相正弦波调制波的仿真结果	49
4.4 三角载波模块的设计来	49-51
4.4.1 三角载波模块的实现	49-50
4.4.2 三角载波生成模块仿真及结果分析	50-51
4.5 比较器模块的设计	51
4.6 脉冲删除模块的设计及仿真	51-53
4.6.1 脉冲删除原理及模块设计	51-53
4.6.2 脉冲删除电路的仿真波形	53
4.7 死区时间延时模块的设计及仿真分析	53-55
4.7.1 死区时间延时原理及模块设计	53-54
4.7.2 死区延时模块功能仿真及分析	54-55
4.8 触发封锁模块的设计	55-56
4.8.1 触发封锁模块的设计原理	55
4.8.2 触发封锁模块的功能仿真	55-56
4.9 总线接口电路的设计	56-63
4.9.1 复用和非复用接口模式原理	56-60
4.9.1.1 复用和非复用模式下的写操作	56-59
4.9.1.2 复用和非复用模式下的读操作	59-60
4.9.2 接口电路的实现	60-63
4.9.3 接口电路的仿真分析	63
4.10 寄存器的部分控制信号功能实现	63-64
4.11 整个系统模块的仿真	64-65
第5章变频调速控制系统的硬件实现	65-71
5.1 系统验证方法	65
5.2 逻辑器件选择	65-68
5.3 实现过程和结果分析	68-71
5.3.1 实验系统设计	68-69
5.3.2 器件配置验证及实验结果	69-71
第6章结论	71-72
参考文献	72-75
致谢	75

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.380436



付费论文：有参考文献 300元

1、注册会员 2、购买本文 3、下载文章
注:此文为收费论文，需付费购买。每页大约1000字。

代写论文流程

载入中…

Web lunwenjia


热门搜索：现场可编程门阵列论文脉宽调制数字控制振荡器变频调速

自动化技术最新论文

自动化技术热门论文