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

1、隨著各種永磁性材料的問(wèn)世以及電機(jī)控制相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展,永磁同步電機(jī)在整個(gè)電機(jī)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(jì)算機(jī)、電子以及控制技術(shù)領(lǐng)域,基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的電機(jī)控制也得到了越來(lái)越多的關(guān)注。在本設(shè)計(jì)中,把永磁同步電機(jī)作為控制的對(duì)象,分析其數(shù)學(xué)模型以及相關(guān)的控制方法,基于 Verilog硬件描述語(yǔ)言開(kāi)發(fā)永磁同步電機(jī)的控制內(nèi)核。
　　本文首先對(duì)

2、于可編程片上系統(tǒng)(System-on-a-Programmable-Chip,SOPC)、基于 FPGA的電機(jī)控制功能模塊的設(shè)計(jì)方法以及相關(guān)開(kāi)發(fā)軟件做了簡(jiǎn)要的介紹,還對(duì)相關(guān)開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及主控芯片 ALTERA公司的 Cyclone II系列EP2C35F672C6型 FPGA進(jìn)行了闡述與分析。通過(guò)對(duì)永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)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(duì)永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真,并對(duì)仿

3、真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析。
　　其次,詳細(xì)說(shuō)明了通過(guò)Quartus II和SOPC Builder軟件設(shè)計(jì)內(nèi)核控制系統(tǒng)中的 CORDIC算法模塊、坐標(biāo)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(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算方法計(jì)算角度的正余弦值并詳細(xì)說(shuō)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(shí)現(xiàn)。還對(duì)基于EP2C35F672C6型FPGA的控制單元硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　最后,