基于FPGA的永磁機(jī)構(gòu)智能控制器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、斷路器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，在電力系統(tǒng)線路及設(shè)備的保護(hù)中擔(dān)任著極其重要的角色。永磁機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)為斷路器實(shí)現(xiàn)智能化操作及高可靠提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，永磁機(jī)構(gòu)控制器的作用是使配永磁機(jī)構(gòu)斷路器在最佳時(shí)機(jī)分合閘，可以大大減小合閘涌流和分閘過電壓。永磁機(jī)構(gòu)控制器采用分立元件設(shè)計(jì)，全硬件實(shí)現(xiàn)，但功能少、性能受限、電路復(fù)雜、缺乏靈活性;采用單片機(jī)設(shè)計(jì)，存在飛程序問題，即CPU的指令地址指針在外部干擾下，這種模式容易發(fā)生指令脫離正常軌道使運(yùn)行陷入不可預(yù)測的非

2、法循環(huán)中，為減少這一問題的發(fā)生，需要付出很大的硬件和軟件開銷;采用FPGA是以純硬件的方式實(shí)現(xiàn)全部的電子控制功能，沒有任何軟件控制，把一個(gè)線路系統(tǒng)放在一片很小的芯片里面，以芯片代替電路板，這個(gè)特點(diǎn)非常適合永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制，是一個(gè)先進(jìn)而可靠的方案。
　　本文在對介紹了課題的研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了永磁機(jī)構(gòu)斷路器的工作原理、分類及其智能控制器的智能選相開關(guān)控制技術(shù)，比較了傳統(tǒng)MCU處理器、DSP處理器及以FPGA為核

3、心處理器的控制方式的異同點(diǎn)，論證了設(shè)計(jì)基于FPGA的永磁機(jī)構(gòu)斷路器智能控制器方案的可行性并制定了總體設(shè)計(jì)方案。以FPGA為控制器核心處理器，加強(qiáng)了硬件結(jié)構(gòu)的靈活性，使得多種控制算法以及外設(shè)集成在片上系統(tǒng)，提高了智能控制器的性能和功能擴(kuò)展性，控制器在硬件以及軟件方面均采用了模塊化設(shè)計(jì)，在完成對永磁機(jī)構(gòu)控制的基本功能之外，加入了通信模塊、人機(jī)接口模塊等，讓控制器的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性和可操作性大大的提升，在軟件方面，核心控制程序采用了硬件描述語言進(jìn)行