基于FPGA的永磁機構智能控制器的研究與設計.pdf

1、斷路器是電力系統(tǒng)中的重要設備，在電力系統(tǒng)線路及設備的保護中擔任著極其重要的角色。永磁機構的出現(xiàn)為斷路器實現(xiàn)智能化操作及高可靠提供了物質基礎，永磁機構控制器的作用是使配永磁機構斷路器在最佳時機分合閘，可以大大減小合閘涌流和分閘過電壓。永磁機構控制器采用分立元件設計，全硬件實現(xiàn)，但功能少、性能受限、電路復雜、缺乏靈活性;采用單片機設計，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行陷入不可預測的非

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現(xiàn)全部的電子控制功能，沒有任何軟件控制，把一個線路系統(tǒng)放在一片很小的芯片里面，以芯片代替電路板，這個特點非常適合永磁操動機構的控制，是一個先進而可靠的方案。
　　本文在對介紹了課題的研究背景和國內外研究現(xiàn)狀的基礎上，分析了永磁機構斷路器的工作原理、分類及其智能控制器的智能選相開關控制技術，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，論證了設計基于FPGA的永磁機構斷路器智能控制器方案的可行性并制定了總體設計方案。以FPGA為控制器核心處理器，加強了硬件結構的靈活性，使得多種控制算法以及外設集成在片上系統(tǒng)，提高了智能控制器的性能和功能擴展性，控制器在硬件以及軟件方面均采用了模塊化設計，在完成對永磁機構控制的基本功能之外，加入了通信模塊、人機接口模塊等，讓控制器的數(shù)據實時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行