基于FPGA的鎖相環(huán)飛輪穩(wěn)速控制實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、針對(duì)飛輪穩(wěn)速控制系統(tǒng)高精度的要求，目前廣泛采用鎖相環(huán)控制方案，其實(shí)現(xiàn)方法有鎖相環(huán)專用芯片、基于DSP的軟件鎖相環(huán)和基于FPGA的數(shù)字鎖相環(huán)三種。FPGA實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)控制，不僅運(yùn)算速度快，而且可以并行處理，從而能夠克服運(yùn)算量大、運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，因此本文確定采用基于FPGA的鎖相環(huán)控制方案。
　　首先，為了驗(yàn)證鎖相環(huán)電機(jī)控制系統(tǒng)的性能，從鎖相環(huán)工作原理入手，分別建立了鎖相環(huán)電路的鑒頻鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器模型，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了

2、飛輪電機(jī)的鎖相環(huán)控制系統(tǒng)模型，并根據(jù)穩(wěn)定性理論分析給出鎖相環(huán)控制系統(tǒng)的最低轉(zhuǎn)速極限，仿真結(jié)果表明了鎖相環(huán)控制方案能夠滿足系統(tǒng)的性能指標(biāo)。
　　其次，在模型仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，采用FPGA完成了十狀態(tài)流的鑒頻鑒相器、IIR環(huán)路濾波器、PWM脈寬調(diào)制和換相邏輯等鎖相環(huán)各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了波形仿真驗(yàn)證。針對(duì)鎖相環(huán)飛輪穩(wěn)速控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)，完成了 H橋逆變驅(qū)動(dòng)電路以及限流保護(hù)和泵升泄放電路，構(gòu)建了基于FPGA的鎖相環(huán)飛輪穩(wěn)速控制系