在步进电机驱动方式中,效果最好的是细分驱动,当今高端的步进电机驱动器基本都采用这种技术。步进电机的细分驱动技术是一门综合了数字化技术、集成控制技术和计算机技术的新技术,被广泛应用于工业、科研、通讯、天文等领域。 本文设计了一种基于DSP以及FPGA的两相混合式步进电机Spwm(正弦脉宽调制)波细分驱动系统。在DSP系统中采用TMS320I.F2407A微控制器作为核心控制器件,用软件产生Spwm波;在FPGA系统中采用FPGA芯片,通过VerilogHDL语言,实现了Spwm波;在功率驱动级电路上采用双极性H桥的驱动方式。最终实现了对两相混合式步进电机Spwm波细分驱动,大大提高了步进电机的运转性能。 本文介绍了两相混合式步进电机的工作原理、控制原理以及细分驱动的基本原理。通过对恒转矩细分驱动的分析,提出了两相混合式步进电机Spwm波细分驱动的方案,并给出了Spwm波产生的数学模型。最后,对步进电机的Spwm波细分驱动系统进行了实验测量,给出了实验结果。 实验的结果表明,设计的基于DSP与FPGA的Spwm波细分驱动系统可以很好地克服电机低频振荡的问题,提高电机在中、低速运行的性能。电机的扫描范围与理论值基本接近;微步距在误差允许的范围内也基本可以满足要求。
上传时间: 2013-04-24
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逆变控制器的发展经历从分立元件的模拟电路到以专用微处理芯片(DSP/MCU)为核心的电路系统,并从数模混合电路过渡到纯数字控制的历程。但是,通用微处理芯片是为一般目的而设计,存在一定局限。为此,近几年来逆变器专用控制芯片(ASIC)实现技术的研究越来越受到关注,已成为逆变控制器发展的新方向之一。本文利用一个成熟的单相电压型PWM逆变器控制模型,围绕逆变器专用控制芯片ASIC的实现技术,依次对专用芯片的系统功能划分,硬件算法,全系统的硬件设计及优化,流水线操作和并行化,芯片运行稳定性等问题进行了初步研究。首先引述了单相电压型PWM逆变器连续时间和离散时间的数学模型,以及基于极点配置的单相电压型PWM逆变器电流内环电压外环双闭环控制系统的设计过程,同时给出了仿真结果,仿真表明此系统具有很好的动、静态性能,并且具有自动限流功能,提高了系统的可靠性。紧接着分析了FPGA器件的特征和结构。在给出本芯片应用目标的基础上,制定了FPGA目标器件的选择原则和芯片的技术规格,完成了器件选型及相关的开发环境和工具的选取。然后系统阐述了复杂FPGA设计的设计方法学,详细介绍了基于FPGA的ASIC设计流程,概要介绍了仅使用QuartusII的开发流程,以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII结合使用的开发流程。在此基础上,进行了芯片系统功能划分,针对:DDS标准正弦波发生器,电压电流双环控制算法单元,硬件PI算法单元,Spwm产生器,三角波发生器,死区控制器,数据流/控制流模块等逆变器控制硬件算法/控制单元,研究了它们的硬件算法,完成了模块化设计。分析了全数字锁相环的结构和模型,以此为基础,设计了一种应用于逆变器的,用比例积分方法替代传统锁相系统中的环路滤波,用相位累加器实现数控振荡器(DCO)功能的高精度二阶全数字锁相环(DPLL)。分析了“流水线操作”等设计优化问题,并针对逆变器控制系统中,控制系统算法呈多层结构,且层与层之间还有数据流联系,其执行顺序和数据流的走向较为复杂,不利于直接采用流水线技术进行设计的特点,提出一种全新的“分层多级流水线”设计技术,有效地解决了复杂控制系统的流水线优化设计问题。本文最后对芯片运行稳定性等问题进行了初步研究。指出了设计中的“竞争冒险”和饱受困扰之苦的“亚稳态”问题,分析了产生机理,并给出了常用的解决措施。
上传时间: 2013-05-28
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SA4828 是由英国MITEL 公司推出的一种三相脉宽调制波发生器,它采用不对称规则采样Spwm算法,通过存储在片内ROM 中的调制波与片内产生的三角形载波比较,生成Spwm输出脉冲。SA4
上传时间: 2013-04-24
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三相Spwm信号是由高频载波和三相调 制波比较而得的,三相svpwm信号也可理解为由高频载波和三相调制波比较而得,区别是前者的三相调制波是三相对称的正弦波,后者的三相调制波是三相对称的马鞍形波,马鞍形波由正弦波和一定幅值的三次谐波复合而成。但令人回味的是,svpwm的最初出现和发展却和以上思路大相径庭,其完全从空间矢量的角度出发,后来人们才发现svpwm和Spwm的以上渊源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆变器中得以广泛应用,其原因有两个,一是采用svpwm的逆变器输出相电压中的基波含量高于采用Spwm的逆变器[2][3],二是dsp的快速运算能力可以实时计算开关时间。但在实际应用svpwm时,往往对以下问题感到疑惑:svpwm算法的推导、开关向量的选择、dsp的实现、逆变器输出相电压有效值的大小。本文的内容将有助这些疑惑的解决,更灵活地应用svpwm算法。
上传时间: 2013-06-05
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一种基于单片机和SA4828芯片的变频变压电源:摘要:介绍了一种三相变频变压电源的设计方法。电源采用单片机和Spwm发生器SA4828专用芯片控制,使得控制系统简单可靠,使用灵活,适用性强,具有
上传时间: 2013-07-26
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随着电子技术和信息技术的发展,可编程逻辑器件的应用领域越来越宽。可编程SoC设计已成为SoC设计的新方法。论文介绍了可编程逻辑器件的设计方法和开发技术,并用硬件描述语言和FPGA/CPLD设计技术,探索和研究了基于FPGA的RISCMCU的设计与实现过程。 论文参照Mircochip公司的PICl6C5X单片机的体系结构,设计了8位RISCMCU。该嵌入式MCU设计采用了自顶向下的设计方法和模块化设计思想。MCU总体结构设计划分控制模块、ALU模块、存储模块三大模块。然后,对各模块的具体技术实现细节分别进行了阐述。论文中设计的MCU能实现PICl6C5X单片机33条指令中除OPTION、CLRWDT、SLEEP和TRIS四条指令以外的其余29条指令的功能,但应用是基于FPGA的,能与其他外设IP方便的结合在一起使用,比ASIC的PICl6C57X的应用更具灵活性。 软件仿真和硬件验证表明:所设计的嵌入式MCU在各方面均达到了一定的性能指标,在Altera公司ACEX1K系列的EPlK30TCl44-3器件上的工作频率达21.88MHz。这些为自主设计R/SCMCU的IP核提供了值得借鉴的探索成果和设计思路,在通用控制领域也有一定的实用价值。 此外,论文中还介绍了三相Spwm控制模块的设计,该模块具有死区时间和载波比任意可调的特点,可以单独应用,也可以作为MCU的外设子模块应用。
上传时间: 2013-07-16
上传用户:熊少锋
基于STM32的双极性逆变器软件,用于对逆变电源的研究,里面有双极性Spwm数组的计算公式
上传时间: 2013-05-24
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现场可编程门阵列器件(FPGA)是一种新型集成电路,可以将众多的控制功能模块集成为一体,具有集成度高、实用性强、高性价比、便于开发等优点,因而具有广泛的应用前景。单相全桥逆变器是逆变器的一种基本拓扑结构,对它的研究可以为三相逆变器研究提供参考,因此对单相全桥逆变器的分析有着重要的意义。 本文研制了一种基于FPGA的Spwm数字控制器,并将其应用于单相逆变器进行了试验研究。主要研究内容包括:Spwm数字控制系统软件设计以及逆变器硬件电路设计,并对试验中发现的问题进行了深入分析,提出了相应的解决方案和减小波形失真的措施。在硬件设计方面,首先对双极性/单极性正弦脉宽调制技术进行分析,选用适合高频设计的双极性调制。其次,详细分析死区效应,采用通过判断输出电压电流之间的相位角预测桥臂电流极性方向,超前补偿波形失真的方案。最后,采用电压反馈实时检测技术,对PWM进行动态调整。在控制系统软件设计方面,采用FPGA自上而下的设计方法,对其控制系统进行了功能划分,完成了DDS标准正弦波发生器、三角波发生器、Spwm产生器以及加入死区补偿的PWM发生器、电流极性判断(零点判断模块和延时模块)和反馈等模块的设计。针对仿真和实验中的毛刺现象,分析其产生机理,给出常用的解决措施,改进了系统性能。
上传时间: 2013-07-06
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交流电源供电方式正在由集中式向分布式、全功能式发展,而实现分布式电源的核心就是模块的并联技术。多台逆变器并联可以实现大容量供电和冗余供电,可大大提高系统的灵活性,使电源系统的体积重量大为降低,同时其主开关器件的电流应力也可大大减少,从根本上提高了可靠性、降低成本和提高功率密度。本文主要研究逆变器并联技术。 本文首先对电压、电流双闭环逆变器控制系统进行了研究。通过对传递函数的分析,得到了基于等效输出阻抗的双闭环控制的逆变器并联系统模型。在分析逆变器模型的基础上设计了各控制器参数,并通过MATLAB仿真进行了验证。根据上述模型,分析了逆变器并联的环流特性,以及基于有功和无功功率的并联控制方案。 随着电子技术的不断发展,FPGA技术正在越来越多地用于工程实践中。本文在研究Spwm控制技术的基础上,应用FPGA芯片EP1C12Q240C8实现了Spwm数字控制器,用于多模块逆变器并联控制系统。文中给出了仿真结果和芯片的测试结果。 基于FPGA的三相逆变器并联数字控制器的研究具有现实意义,设计具有创新性。仿真和芯片的初步测试结果表明:本文设计的基于FPGA的逆变器并联数字控制器能够满足逆变器并联系统的要求。
上传时间: 2013-08-05
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了AT89C 51单片机产生正弦脉宽调制(Spwm) 脉冲的算法及编程方法
上传时间: 2013-05-17
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