基于FPGA的半导体激光器驱动电源的研制

半导体激光器驱动电源的性能是影响其工作特性的重要因素,提高LD驱动电源性能的研究具有重要的意义。提出了一种新型的基于FPGA技术的半导体激光器驱动电源设计方案,以FPGA为控制核心,LD驱动电源的AD/DA转换、温度PID控制、恒定电流驱动、LD保护及人机交互等功能模块电路均在FPGA的控制下协调工作。设计并实现了基于FPGA的LD温度控制与电流驱动电路,测试结果表明当LD的工作温度在20-30℃时,其工作温度稳定度优于±0.03℃,驱动电流的恒定度达到±0.1％。     

基于PID算法的高精度数字化电源设计

提出了一种基于PID算法的高精度数字化电源设计方案。采用DSP和FPGA技术来做数字化PID调节,通过数字化PID算法产生PWM波来控制斩波器,达到控制主回路。从而取代传统的模拟PID调节器,使电路更简单,精度更高,通用性更强。     

模糊自整定PID控制器的FPGA实现

提出了一种基于VHDL描述、FPGA实现的模糊自整定PID设计。首先对模糊增量式数字PID的算法进行了介绍和数学推导,然后使用自顶向下的设计方法完成了控制器的VHDL分层设计,最后,在一个具体的FPGA芯片上实现了该控制器。由于采用了离线计算、在线查表的模糊自整定参数技术和增量式PID算法,本设计既降低了FPGA的资源耗费,又改善了传统PID控制器的控制性能。     

一种新型原边反馈反激式数字控制LED驱动电源设计

设计了一种采用新型数字控制方法的原边反馈反激式LED恒流驱动电源。该电源电路运用拐点检测法测量副边电路放电时间,运用增量式PID算法调节恒流和功率因数,实现对电路的精确恒流控制和保持较高的功率因数。通过分析其控制原理,给出设计流程,最终基于FPGA实现控制,进行了样机设计和算法验证。实验结果表明所提出电路全工作范围内恒流精度达到6%,功率因数高于0.97,整机效率超过80%。本电路结构简单,控制精度高,具有较高的实用价值。     

基于GPIB的多路程控电源设计

介绍了基于GPIB通信方式的多路程控电源在用于航空ATE（自动测试设备）时的控制方法,给出了对多路程控电源进行控制（包括开关控制和输出电压控制）的具体方案。     

FPGA在小卫星姿态控制系统中的应用

为了提高卫星姿态控制的运行速度,减轻星栽计算机的负担,提出了一种基于FPGA实现卫星姿态控制器的硬件算法.在Matlab/Simulink环境下建立卫星的运动学和动力学方程,给出了经典PID的模拟控制算法.在此基础上推导了数字PID控制算法,并采用状态机的设计方法实现该控制器的设计,应用VHDL硬件语言进行编程.最后,通过调用Matlab的Serial串口对象,将模拟的卫星动力学姿态与FPGA开发板交换控制信息.基于FPGA的PID控制器对整个系统进行控制,最后的仿真结果证明了该方案的可行性和准确性.     

电镀电源控制算法的研究与仿真应用

在直流电镀工艺需要电源输出电流调节范围宽、输出电流值稳定的背景下,针对PID参数整定困难,积分分离的增量式PID阈值选定困难,智能算法结构复杂、不易实现这几个问题,首先改进了PID算法,然后将最小二乘法应用在PID参数整定中,最后将改进的PID算法应用在电镀电源的控制中,实现了对系统的精密控制。改进的PID算法结构简单,参数易于整定,阈值易于选取,仿真结果表明,改进的PID算法在电镀电源控制中取得了良好的效果。     

基于FPGA的姿态控制器的算法设计

针对小卫星姿态控制问题,提出了一种基于FPGA实现的PID姿态控制器.然后在MATLAB/Simulink环境下模拟卫星动力学计算机,通过MATLAB的Serial串口对象与FPGA开发板交换信息.基于FPGA的PID控制器对整个系统进行控制,最后的仿真结果证明了该方案的可行性和准确性.     

程控交换机电源的网络监控系统设计

提出了一种新型的适合于小容量机房的程控交换机电源网络监控系统.这种系统利用现有的电话网进行组网,通过拨号方式建立链路传递信息,采用单片机实现控制,对程控交换机电源的参数和环境量有选择、有重点地进行监控.     

基于FPGA的引线键合超声电源的研究

为进一步提高热超声引线键合超声电源的自动频率跟踪速度及精度,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的超声电源设计方案.利用FPGA并行执行的特点,移位乘法器的流水线功能及数字增量式比例、积分及微分(PID)控制算法,缩短了回路控制时间,提高了自动频率跟踪的速度.采用高精度的直接数字频率合成(DDS)和数字锁相环技术,实现了高频率跟踪精度.实验表明,在空载及给定负载状态下,超声变幅杆从失谐状态到谐振状态仅需0.6～1.1 ms;频率跟踪误差不超过士50 Hz.     

基于FPGA和DSP的多路同步数据采集系统设计

为了满足对开关电源实时测量的应用需求,设计了一种基于FPGA和DSP的多路同步实时数据采集系统,该系统利用可编程逻辑器件FPGA将多个功能模块连接在一起,完成了对A/D转换芯片及双口等模块的控制,同时利用DSP进行高速数据运算和处理;文中给出了系统硬件原理框图,并结合系统的设计方案对其中的主要功能模块进行了阐述;该多路同步数据采集系统具有实时性强、集成度高、扩展性灵活等特点。     

DSP+FPGA在高速高精度运动控制器中的应用

数字信号处理器具有高效数据运算能力，并能提供良好的开发环境，而可编程逻辑器件则具有高度灵活的可配置性。文中描述了用TMS320C32浮点DSP和可编程逻辑器件(FPGA)相结合来构成高速高精度运动控制器的设计思想，给出了通过B样条插值算法对该系统运动曲线进行平滑处理以及运用离散PID算法对运动过程进行控制的实现方法。     

舰载搜索雷达稳定平台控制系统设计

在舰载搜索雷达中,采用现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理(DSP)芯片为硬件基础。运用改进型比例积分微分(PID)控制算法,实现稳定平台控制系统数字化设计,提高了系统性能和可靠性。     

FPGA最小系统的数字电源设计

文章介绍了一种FPGA最小系统的数字电源设计方法。FPGA最小系统的数字电源包括FPGA端口电压、内核电压、EEPROM配置芯片内核电压等部分。对数字电源产生、软启动、上电时序控制进行了设计改进,可以有效避免数字电源设计不合理造成的FPGA最小系统工作不稳定的设计隐患,对于稳定可靠的FPGA最小系统设计具有重要意义。     

低电压DSP电源系统设计

简要概述了低电压供电的DSP或FPGA芯片的电源选择和设计方法,以及对DSP芯片供电需要注意的一些问题和电源监控电路在电源系统中的作用。     

基于FPGA的模糊跨周调制模式的实现

文章提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的功率变换的模糊型跨周调制模式(FPSM,Fuzzy Pulse Skip Modulation)的实现方法,并将其应用于单端反激式开关电源的功率变换系统.实验研究表明,FPSM除具有跨周调制(PSM)效率高、响应速度快、鲁棒性强等优点外,较之PSM,它还能有效地降低变换器的输出电压纹波,消除音频噪声的影响.     

程控滤波器

为了适应工程应用中幅度和频率变化范围很宽的信号,设计了一种增益、频响特性和截止频率可程控的程控滤波器。系统以单片机和FPGA为控制核心,由可控增益放大、程控滤波、椭圆滤波、频率特性测试4部分组成。其中,可控增益放大部分以AD603为核心,级联三路固定增益放大;程控滤波部分巧妙地将两个二阶状态变量滤波级联,并将DAC等效为数控电阻,使得截止频率可调。实验结果表明,整个系统工作稳定,可以很好的实现程控滤波的功能。     

程控滤波器

为了适应工程应用中幅度和频率变化范围很宽的信号,设计了一种增益、频响特性和截止频率可程控的程控滤波器。系统以单片机和FPGA为控制核心,由可控增益放大、程控滤波、椭圆滤波、频率特性测试4部分组成。其中,可控增益放大部分以AD603为核心,级联三路固定增益放大;程控滤波部分巧妙地将两个二阶状态变量滤波级联,并将DAC等效为数控电阻,使得截止频率可调。实验结果表明,整个系统工作稳定,可以很好的实现程控滤波的功能。     

Implementation of a field programmable gate array for wireless control of a <Emphasis Type="Italic">lab</Emphasis>-<Emphasis Type="Italic">on</Emphasis>-<Emphasis Type="Italic">a</Emphasis>-<Emphasis Type="Italic">robot</Emphasis>

We report the design of a digital system to wirelessly control microchip capillary electrophoresis (CE) equipment and a mobile unit for chemical analysis. The digital system consists of an embedded processor designed for digital control, decoding and applying of wirelessly-transmitted test parameters, data acquisition, and mobility control. The design is implemented on a field programmable gate array (FPGA) and its development board interfaces with four digital-to-analog converters on a newly-designed 3-channel high voltage power supply, electrochemical detector, wireless modems for communications with a base unit, mobile platform motor controllers, GPS sensor, and an air micropump. The FPGA allows for all the interfacing hardware to perform CE and transmission of the data acquired from the interfacing electrochemical detector. The work described herein extends the utilization of microchip capillary electrophoresis to include remotely controlled field applications.