《电机数字控制系统集成设计》系列讲座（十六）第7章基于FPGA架构交流电机数字控制系统集成设计

介绍了一种基于FPGA的全数字单芯片交流伺服驱动系统。采用现代EDA设计方法,使用VerilogHDL硬件描述语言完成了永磁同步电动机矢量控制系统的坐标变换、空间矢量脉宽调制（SVPWM）、电流环、速度环以及串行通讯等电机控制模块的编程,在Xilinx3S400FPGA芯片中实现了永磁同步电动机转子磁场定向控制。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座（十三） 第6章 基于MCU架构交流电机数字控制系统集成设计

本节介绍基于Infineon 32位嵌入式微处理器XMC4500在全数字轴角变换（RDC）系统中的应用。重点分析基于ΔΣ调制原理的旋转变压器数字转换实现方法,完成基于XMC4500的低成本、高性能全数字轴角变换电路设计。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座（八）第5章基于DSP架构交流电机数字控制系统集成设计

（接上期）5．1引言现代高性能伺服驱动系统要求高的动态特性,快速的加减速能力,高的峰值转矩和较小的转矩波动。所有这些特性的获得都是通过对电机转矩的控制未实现的。对于交流永磁同步电动机系统转矩的控制,以往多采用模拟控制技术来实现的。这是因为数字控制技术的发展远没有模拟控制技术发展那样成熟,另一方面是由于微处理机的计算速度,在某种程度上限制了数字控制的应用。然而,随着科技的不断发展,数字信号处理器（DSP）的出现,为电机系统的数字化控制注入了新的生机,美国AD和TI公司相继研制成功了以DSP为内核的集成电机控制芯片,为交流永磁同步电动机系统的全数字控制提供了必要的硬件和软件基础。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座 第1章 电机数字控制系统集成设计综述

前言基于现代EDA(Electronic DesignAutomation)技术和MCU(MicroController Unit)、DSP(DigitalSignal Processor)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array)器件,运用现代电机控制理论,进行电机控制器的集成化研究将是电机控制领域的一个重要发展方向,开发具有自主知识产权的电机控制IP(IntellectualProperty)芯核,实现SOC(System on     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座(三) 第2章电机数字控制系统集成设计基础算法

2.4CORDIC协处理器在电机矢量控制系统中,坐标旋转变换是最复杂也是最重要的运算之一,通常的解决方案是查ROM表或利用DSP的高速处理能力计算泰勒展开式,但这两种方案都占用较多的系统资源,不适合于FPGA实现。这里主要介绍的是采用CORDIC算法。2.4.1 CORDIC理论基础CORDIC是COordinate Rotation     

数字控制单相六开关并网逆变器的设计研究

提出在单相六开关管逆变器中使用双电流环控制方法,能有效减小LCL滤波器产生的稳态误差和波形失真,其中闭环控制器采用增量式积分分离比例积分微分(PID)算法。根据该控制原理使用TMS320F2812型数字信号处理器(DSP)、编写了双电流环控制程序和数字锁相等程序,并制作300 W实验样机,并将软件和样机进行联合调试。实验结果表明输出电流波形较好,能快速跟踪电网电压相位实现并网功能。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座（九） 第5章 基于DSP架构交流电机数字控制系统集成设计

依据上一节对基于DSP架构交流电机数字控制系统集成设计的分析、掌握了ADMC331DSP的基本结构,进行了电机系统三相电流的采样、坐标变换电流环设计以及电压解耦控制等,为无刷直流电动机系统的数字控制提供了必要条件,本节重点介绍无刷直流电机系统的数学模型及在位置控制系统中的应用。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座(二) 第2章 电机数字控制系统集成设计基础算法

针对气动打标机小型化、操作方便、高性价比等发展要求,本文设计出一款嵌入式气动打标机系统。系统硬件采用"ARM9+FPGA"的架构,以wince5.0操作系统为软件平台。设计的系统体积小、可靠性高、人机交互好。通过现场测试表明,所设计的打标机系统取得了预期的效果。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座(五) 第4章 数字脉宽调制方法的分析与实现

(接上期)4.1引言在电机驱动控制系统中,脉宽调制多采用传统的模拟技术来实现,即脉宽调制信号的获得是通过三角波与所希望的调制函数直接比较而获得。随着高性能的交流伺服驱动系统的全数字控制的发展,要求电机电流控制采用数字脉宽调制方法来实现。然而,数字脉宽调制技术的发展远不如传统的模拟脉宽调制技术成熟。综观现有的文献,数字脉宽调制方法多采用规则采样技术,PWM信号则是通过对规则采样技术获得的数学方程式的计算获得的。这种数字脉宽调制方法仅仅是对模拟自然采样的三角波—正弦波(SPWM)方法的近似。近年来,一些新的脉宽调制技术,即三角波—正弦     

基于PLC的电机同步数字控制模型研究

PLC是现有工业控制系统中的主要控制设备,在自动化设备运行的PLC上增加部分硬件,采用全脉冲数字控制,提出一种新型电机同步控制算法,将电机的速度同步问题转换成位置跟踪同步问题,采用位置闭环反馈,推导出算法设计的原理和公式,并且最终在可编程控制器(PLC)上实现。同时,通过触摸屏显示主从电机脉冲数并为操作人员提供同步误差补偿界面。实践证明,该方法使电机不会出现速度振荡现象,运行平稳,简化系统结构,降低系统成本,可广泛应用于工业环境下PLC控制的各种机电设备中。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座（十一） 第6章 基于MCU架构交流电机数字控制系统集成设计

上一节以Infineon公司嵌入式微处理器为例，介绍了8、16及32为MCU的结构、特点及开发应用工具及编程环境。本节介绍基于Infineon8为嵌入式微处理器XC878在滚筒洗衣机驱动控制系统中的应用，重点分析滚筒洗衣机工况、技术要求及相应的控制策略，完成基于XC878的低成本、高性能滚筒洗衣机用永磁同步电动机驱动控制系统集成设计。     

扫描镜精密伺服系统的数字控制研究

针对扫描镜精密伺服系统 ,本文采用按照电流环、速度环和位置环等三个回路进行控制系统设计的开闭环复合控制方案。在位置环回路中 ,实现系统解耦控制、并以四点中心差分法和非线性积分算法改进传统的微分和积分运算 ,从而提出一种新型的数字控制器结构。实验结果表明改进的控制方案与控制算法能明显提高控制系统性能     

双通道多极旋转变压器-数字转换器的设计与实现

分析了双通道多极转变压器-数字转换器的组成及原理,应用数字化过采样技术、闭环跟踪解算算法、组合纠错算法,设计实现了一种全数字型双通道多极RDC转换器,转换精度高、结构简单、成本低。     

电磁制动器的数字控制系统设计与应用

设计了一种以MSP430F147单片机为核心的电磁制动器数字控制系统。调制生成的数字控制信号作用于晶闸管上,通过灵活、精确地控制晶闸管的导通角来调节电磁线圈中电流的大小,实现对电磁制动器的数字化控制。同时采用数字PID反馈调节策略,利用霍尔电流传感器采集电磁线圈中的电流实际值,单片机利用反馈信号调整控制信号,实现对电磁制动器的闭环控制。数字化闭环设计增强了控制系统的精确性和抗干扰能力,提高了制动器的可靠性。该系统已成功应用于某港口翻车机定位车的电磁制动器上。     

基于DSP-FPGA全数字控制的矢量控制系统

主要介绍了一种基于DSP和FPGA的全数字化感应电动机矢量控制系统,在分析系统总体设计方案的基础上,重点介绍了速度检测、电流采样和闭环调节器设计,并削述了控制系统的软件实现方法.通过对实际电机的控制试验结果表明,该控制系统具有优良的动静态性能和较好的控制效果,具有广阔的应用前景.     

基于数字控制的移相全桥ZVS-PWM变换器的设计

介绍了一种采用辅助谐振网络的移相全桥ZVS-PWM变换器,简述其工作原理。使用TMS320LF2407A作为主控芯片,实现了数字移相控制及全桥变换零电压软开关。试制了一台8kW/20kHz的样机,给出了实验波形及结论。     

第7章基于FPGA架构交流电机数字控制系统集成设计

本章在第2章电机数字控制集成设计算法的基础上,重点介绍基于FPGA的空间矢量脉宽调制（SVPWM）的集成设计与实现、旋转变压器轴角（R／D）变换电路设计及基于FPGA架构交流电机数字控制系统集成设计的应用。     

数字控制高频Boost变换器设计与实现

在数字控制高频开关电源中,数字补偿控制器及高分辨率数字脉宽调制( DPWM)是系统实现的关键.这里以Boost变换器为例,基于电路平均法建立了变换器的数学模型,采用单变量系统极点配置法设计了数字补偿控制器.为了在不提高系统时钟频率的情况下提高系统精度,提出一种数字时钟管理器与数字抖动相结合的新型混合DPWM方法,提高了...     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座（十二）第6章基于HCU架构交流电机数字控制系统集成设计

本节介绍基于Infineon8位嵌入式微处理器在空调压缩机驱动控制系统中的应用。重点分析空调压缩机用永磁同步电动机（PMSM）的转子位置与速度预估算法、启动问题及相应驱动控制策略,完成基于XC878的低成本、高性能空调压缩机用无传感器永磁同步电动机驱动控制系统集成设计。     

数字控制PWM逆变器性能分析及改进

该文分析了常规PI、PD、PID等控制策略数字方式实现的逆变器系统响应特性,指出常规数字控制器与模拟控制器相比性能下降的原因:一是离散化使系统稳定性下降,控制参数受限制;二是离散化后系统阶数变高,控制器可控自由度与控制系统被控自由度不相符,不能任意配置控制系统的闭环极点。为此提出了逆变器状态增广系统数字控制方案,仿真和实验结果均验证了此方案具有优良的动、静态响应特性。