基于FPGA的永磁同步電機控制內(nèi)核開發(fā)技術(shù)研究.pdf

1、隨著各種永磁性材料的問世以及電機控制相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展,永磁同步電機在整個電機控制領(lǐng)域越發(fā)的受到了人們的青睞。在電力電子技術(shù)、計算機、電子以及控制技術(shù)領(lǐng)域,基于現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的電機控制也得到了越來越多的關(guān)注。在本設(shè)計中,把永磁同步電機作為控制的對象,分析其數(shù)學模型以及相關(guān)的控制方法,基于 Verilog硬件描述語言開發(fā)永磁同步電機的控制內(nèi)核。
　　本文首先對

2、于可編程片上系統(tǒng)(System-on-a-Programmable-Chip,SOPC)、基于 FPGA的電機控制功能模塊的設(shè)計方法以及相關(guān)開發(fā)軟件做了簡要的介紹,還對相關(guān)開發(fā)平臺以及主控芯片 ALTERA公司的 Cyclone II系列EP2C35F672C6型 FPGA進行了闡述與分析。通過對永磁同步電機數(shù)學模型的推導及控制策略的分析,確定了矢量控制的方案。利用 MATLAB仿真軟件對永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)進行建模與仿真,并對仿

3、真結(jié)果進行詳細的分析。
　　其次,詳細說明了通過Quartus II和SOPC Builder軟件設(shè)計內(nèi)核控制系統(tǒng)中的 CORDIC算法模塊、坐標變換模塊、PI調(diào)節(jié)器模塊以及 SVPWM模塊的方法。還提出使用坐標旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算方法計算角度的正余弦值并詳細說明了CORDIC算法的基本原理。這種算法使用很少的芯片資源而且精度較高,特別適合硬件實現(xiàn)。還對基于EP2C35F672C6型FPGA的控制單元硬件電路進行了設(shè)計。
　　最后,