《交流伺服控制系统》系列讲座(三) 第3讲 基于FPGA的全数字硬件化永磁同步电动机矢量控制系统

<正>(接上期)1引言交流伺服经历了模拟硬件,全数字软件及全数字硬件三个阶段。目前全数字方式是主流,主要分为基于DSP/MCU的全数字软件化方案和基于FPGA/ASIC的全数字硬件化方案。基于DSP/MCU的全数字软件化方案是目前最常用形式,DSP实现的纯软件方案采用串行中断方式,具有丰富的资源和强大的运算能力,可通过软件设计来获得一定的灵活性,但本身却具有不可弥补的缺点:第一,数据宽度固定,当采用定点形式时,运算精度与动态范围是一对矛盾体;第二,串行执行,此种     

《交流伺服控制系统》系列讲座（五）第5讲交流伺服系统的全数字硬件化过程的相关问题

交流伺服系统目前正向全数字化、微型化和智能化的方向发展,然而通过分析目前较为常用的伺服控制器可以发现,通常采用DSP／MCU＋ASIC／FPGA方案来实现电机伺服控制。在此种方案中,ASIC／FPGA通常被用作接口和粘合逻辑,如通讯接口、码盘接口,PWM信号接口等,此种方案与MCU／DSP方案并无本质区别,仍用DSP／MCU来实现整个电机伺服控制算法。     

《交流伺服控制系统》系列讲座(五) 第5讲 交流伺服系统的全数字硬件化过程的相关问题

<正>1引言交流伺服系统目前正向全数字化、微型化和智能化的方向发展,然而通过分析目前较为常用的伺服控制器可以发现,通常采用DSP/MCU+ASIC/FPGA方案来实现电机伺服控制。在此种方案中,ASIC/FPGA通常被用作接口和粘合逻辑,如通讯接口、码盘接口,PWM信号接口等,此种方案与MCU/DSP方案并无本质区别,仍用DSP/MCU来实现整个电机伺服控制算法。而从本世纪初发展起来的基于FPGA/ASIC的全数字硬件化交流伺服系统由于具有集成度高、可靠性高、开发周期短、扩展性好、可重构等特点,     

四轴电机伺服控制ASIC芯片

针对采用串行架构、纯软件方式的DSP/MCU方案在多轴、高实时性、高性能场合所存在的不足,设计了一款全数字硬件化实现的四轴电机伺服控制ASIC芯片。充分结合ASIC所具有的全定制、并行、固化参数无法更改等特性,首先确定芯片的架构,将高实时性且相对固定的电机控制算法采用纯硬件方式实现,而灵活性要求较高的功能用嵌入式处理器实现;然后对四轴运动控制引擎的相关模块进行了高柔性化设计,重点介绍了四轴运动控制引擎的高柔性控制器、高柔性反馈检测单元、信号处理单元以及时序控制单元等,从而使芯片的灵活性和面积之间达到平衡。实验结果验证了芯片的正确性。     

数字交-交变频调速矢量控制系统设计

文章介绍了基于DSP以及MCU的交流感应电机数字交-交变频调速矢量控制系统的结构、功能以及设备之间的通信方法，并给出了系统的软件控制流程。     

多重化大功率有源电力滤波器的控制系统研究

分析讨论了多模块化PWM变流器实现的多重化大功率有源电力滤波器的结构、原理以及对控制系统的要求,根据其特点设计了基于双DSP的数模混合控制系统,给出了控制系统硬件结构以及软件实现,采用软件锁相和硬件锁相相结合的方式有效地解决了同步问题,并针对有源滤波器应用中的一些具体问题给出了软件解决方案.最后给出了采用该控制方案的二重化有源电力滤波器的实验结果.实验结果表明,基于该控制系统的有源电力滤波器具有很好的补偿效果.     

Blackfin DSP在数据高速采集中的应用

在传统的数字采集中通常采用MCU与FIFO配合的方案,不适合数据量大的场合.对比于传统数字采集系统,本文给出了一种基于Blackfin系列DSP的高速数据采集的实现方案,这一系统硬件结构简单、功能强大,完全可以适应大数据量、高实时性的要求.软件方面,配合以AD公司的仿真系统,使软件开发非常容易.实验结果表明:使用本系统可以很好地重建输入模拟信号;而使用传统系统,则会丢失很多细节,破坏了信号的完整性.     

基于双CPU的励磁系统的硬件设计

研究的数字式励磁系统是一个基于数字信号处理器和MCU微处理器的电压调节器。首先概述了励磁系统的工作原理,阐述了励磁控制器硬件组成,最后重点研究了基于DSP与单片机的双CPU励磁系统硬件设计方案,各主要功能模块的硬件实现。     

基于DSP的全数字直流模糊位置伺服控制系统

本文提出一种基于数字信号处理器（DSP）的全数字直流模糊位置伺服控制系统、该系统充分利用了DSP周边接口丰富、运算速度快的特点,使所设计的系统硬件简单,并实现了采用模糊控制策略对系统进行控制。实验结果表明,系统结构紧凑,具有良好的动态和静态特性。     

基于DSP的全数字交流位置伺服控制系统

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的全数字交流位置伺服控制系统。该系统充分利用了DSP周边接口丰富、运算速度快的特点。使所设计的系统硬件简单。实验结果表明。系统结构紧凑，具有良好的动态和静态特性。     

直线感应电机驱动的电梯变频控制系统的设计及试验

本文介绍了直线感应电动机驱动的电梯数字变频控制系统方案，基于圆筒型直线感应电动机驱动的电梯模型，采用微机控制方式，结合分布式控制理论，建立了以DSP芯片（TMS320F240和单片机MCS51为核心，基于SVPWM（空间矢量法）的直线电机电梯全数字变频控制系统，在此基础上对模型进行了实验，整体效果比较满意。     

基于DSP 28335的单相有源滤波控制器设计

针对有源电力滤波器(APF)要求快速、精确地检测谐波电流的特点,在此利用高速浮点数字信号处理芯片DSP 28335作为处理器,设计了一种全数字单相APF控制器,给出了硬件结构和软件流程。实验表明,该控制器方案较传统利用定点DSP芯片的控制器更加简单、快速、有效。     

基于DSP的无位置传感器直流无刷电动机数字控制系统

研制了基于数字信号处理器(DSP)TMS320F240和专用驱动芯片ML4425新型数字控制的无位置传感器直流无刷电动机系统，介绍了整个系统硬件和软件的实现过程，实现了精确的速度闭环控制策略。实验表明，利用通用处理器DSP高速运算和数据处理的功能，结合ML4425较高的硬件集成度，可以实现可靠性强、调速性能良好的数字调速控制系统。     

基于MCU+DSP嵌入式平台的变压器监控器设计

针对电力系统监控的需要,设计了具有无功补偿和电能质量分析功能的变压器监控装置.该装置基于微控制器+数字信号处理器(MCU+DSP)双处理器嵌入式平台,平台采用MCF5272微处理器为系统主处理器,DSP采用ADSP-BF527处理器.变压器监控器硬件包括嵌入式平台核心单元、变压器监控器功能扩展板和人机接口模块3个部分.MCU软件采用μCLinux嵌入式多任务操作系统,完成系统关联、通信和人机接口等低速功能.DSP完成实时数据采集、数字信号处理和变压器监控任务.双处理器的分工处理机制可满足快速傅里叶变换、小波分析和自适应人工神经网络等复杂算法的要求.变压器监控器验证系统的测试结果表明,所设计的装置性能良好.     

基于DSP和FPGA构成的矩阵式变换器控制系统研究

分析了矩阵式变换器（Matrix Converter,简称MC）的双电压控制和双向开关半软换流策略。设计了一套基于数字信号处理器（Digital Signal Processor,简称DSP）和现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,简称FPGA）的全数字控制系统,详细论述了系统设计方案,包括硬件和软件两部分。实验结果验证了该控制策略的正确性和软硬件设计的合理性。     

二极管箝位型三电平逆变器的电磁兼容研究

给出了基于DSP与CPLD数字控制系统的二极管箝位三电平逆变器的系统设计方案，重点分析了系统设计中的电磁兼容问题，并针对这些问题，分别从硬件和软件两方面提出了有效的解决方案。     

基于DSP的具有最佳死区的串联谐振感应加热系统

分析了以功率MOSFET为开关管的串联谐振式逆变器的主电路工作原理和控制电路中的频率跟踪问题 ,介绍了基于数字信号处理 (DSP)设计的最佳死区频率跟随系统 ,给出了硬件和软件实现方案     

基于DSP的直流电机数字控制系统

介绍了一种基于DSP TMS320LF2407的直流电机数字控制系统,简述了实现该控制系统的硬件设计方案和控制策略。     

基于LabVIEW DSP模块分别计量基波和谐波电能的数字电能表

一种基于全功能可视化数字信号处理器（DSP）设计工具LabVIEW DSP模块的数字电能表开发方案,以浮点DSP芯片为核心,通过光电传感器、A/D转换器硬件,完成电压、电流实时采集,而准同步采样、数字滤波、加窗、快速傅里叶变换（FFT）运算及电参量计算等工作由DSP芯片里的软件完成。     

基于DSP+MCU的微机备用电源自投装置开发

介绍一种基于DSP MCU技术的新型微机备用电源自投装置。重点探讨了该装置的工作原理,系统构成及软件设计思路。分别论述了该型装置硬件的组成和它的优越性,介绍了基于NucleusPLUS嵌入式系统的软件设计思路,并给出了主要的软件流程。