FPGA實現(xiàn)永磁同步電機適量控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文主要研究FPGA實現(xiàn)永磁同步電機控制系統(tǒng)。一方面，永磁同步電機具有損耗少、效率高、控制性能高的優(yōu)勢，另一方面，F(xiàn)PGA在硬件方面有純硬件形式實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)處理，幾乎不占用CPU資源的優(yōu)勢，F(xiàn)PGA在軟件方面具有結(jié)構(gòu)靈活、開發(fā)周期短、成本低、開發(fā)設(shè)計工具先進(jìn)易用、可在線實時仿真檢驗等特點，因此使用FPGA構(gòu)建高性能的永磁同步電機控制系統(tǒng)具有很大的使用價值和研究意義。
　　首先，本文在深入分析了永磁同步電機數(shù)學(xué)模型和空間矢量控制算法

2、的基礎(chǔ)上，針對永磁同步電機空間矢量控制策略進(jìn)行了基于MATLAB/SIMULINK的控制系統(tǒng)仿真。通過仿真取得了相應(yīng)的仿真結(jié)果同時也對算法進(jìn)行了驗證，為后面進(jìn)行永磁同步電機控制系統(tǒng)的FPGA設(shè)計實現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。
　　其次，本文的永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)按照EDA方法學(xué)中的分模塊設(shè)計的基本思想，將整個系統(tǒng)劃分為Clarke坐標(biāo)變換模塊、Park坐標(biāo)變換模塊、Park逆變換模塊、SVPWM整體模塊、PI調(diào)節(jié)模塊、四倍頻模塊、速度計

3、算模塊等等。用硬件描述語言VERILOG/VHDL分別對劃分的各個模塊進(jìn)行硬件描述設(shè)計，同時在QUARTUS中對各個模塊進(jìn)行分析綜合和波形分析。
　　再次，本文嘗試和探究了基于模塊化設(shè)計方法設(shè)計SVPWM算法。針對FPGA實現(xiàn)正弦、余弦實現(xiàn)繁瑣復(fù)雜的特點，采用CORDIC進(jìn)行正弦、余弦值的計算;分析和設(shè)計了編碼器接口電路、電流采樣電路、AD轉(zhuǎn)換電路等硬件電路。
　　最后，本文采用DE2的FPGA開發(fā)板，永磁同步電機功率驅(qū)動板