三相电压锁相环FPGA代码自动生成

提出一种新的基于现场可编程门阵列(FPGA)开发工具System Generator(SG)的三相电网锁相环(PLL)的实现方法,此方法不仅避免了复杂程序代码的编写,而且方便在Simulink环境下进行仿真调试。根据三相电网PLL的原理,建立SG模型仿真并自动生成HDL代码,导入到ISE工程中综合下载到FPGA控制板进行硬件验证,实验结果验证了所提锁相方法的正确性和良好的动态性能。     

基于FPGA的FPMSM滑模观测器无传感器控制

针对五相永磁同步电动机在无传感器控制领域研究较少的情况,在分析了其数学模型基础上,利用饱和函数作为切换函数,引入角度补偿单元,提出了一种抖振现象低、跟踪性能良好的滑模观测器位置估算方法。结合FPGA开发工具System Generator完成滑模观测器模块的建模和实现,并将模块生成的Verilog HDL代码下载到FPGA实验平台上。仿真和实验结果表明了利用滑模观测器进行五相永磁同步电动机位置估算的可行性。     

基于FPGA的图形化编程方法设计

针对传统的直接对图像处理算法进行FPGA编程存在的诸多问题,设计了一种基于System Generator图形化编程工具对图像进行处理的方法。采用Xilinx公司的图形化编程工具System Generator,在MATLAB上对编写的局部自适应二值化图像处理算法模块进行仿真验证,然后调用MATLAB软件下的Simulink平台对算法进行建模并进行验证,成功后封装成可视化模块并分类建库,最后通过调用ISE软件下的System Generator工具将对应的模块转换成HDL语言并在FPGA开发板上进行验证。设计实现了局部自适应二值化图像处理算法的建模与实现,并通过Simulink和ISE平台的仿真验证了其正确性,完成了预期的目标。     

基于SG/Simulink感应电机混合建模仿真研究

采用SG/Simulink软件,提出一种对感应电机控制系统进行混合建模仿真的新方法.该方法利用SG (System Generator)建立的控制器仿真模型可以直接生成相应VHDL代码,为在FPGA平台上实现控制器算法设计奠定了基础.它使得FPGA设计建模与实现建模可一次性完成,缩短了FPGA产品的开发周期.而采用Simulink搭建的感应电机本体模声则具有通用性,对应于不的情况只需修改替换部分模块.仿真结果验证了该方法的有效性和可行性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路.     

一种改进型小波阈值去噪算法的FPGA设计与实现

提出了基于现场可编程门阵列器件（FPGA）的一种改进型小波阈值去噪算法的设计与实现方案,利用Mallat快速离散正交小波变换算法,并在Altera QuartusII开发平台上采用Verilog HDL语言实现对含加性高斯白噪声的信号利用改进型阈值去噪方法进行处理。最后借助于ModelSim SE对含噪信号的处理进行验证仿真,仿真结果表明,该方案可以取得较好的去噪效果。     

数字多道中双指数脉冲梯形成形算法的实现与测试

数字化谱仪的实际应用中探测器输出的脉冲信号可以近似看作双指数脉冲,由于探测器存在电荷收集时间等原因造成采集的脉冲幅度存在弹道亏损,不利于后续准确提取幅度,影响了探测系统的能量分辨率.在MATLAB中对理想双指数脉冲信号的梯形成形进行了仿真并在Simulink平台上建立模型使用理想双指数脉冲序列测试可行性;使用HDLCoder将Simulink逻辑模型转换成VerilogHDL代码并在ModelSim上进行测试.搭建硬件平台测试代码并将硬件平台应用到实测数据的处理中,通过串口分别发送单峰多峰脉冲测试,使用嵌入式逻辑分析仪捕捉成形数据同时通过串口输出成形后的数据观察,结果显示双指数脉冲信号梯形成形算法在FPGA中得到了较好的实现,恢复误差在0.2％以内.实现的硬件平台对存在弹道亏损的脉冲有较好的成形效果并具有一定的噪声滤除能力,可以作为数字多道脉冲幅度分析器设计开发的参考.     

基于FPGA的无刷直流电动机速度闭环系统设计与实现

采用硬件编程语言(Verilog HDL)产生调速所需的PWM波形;利用数字PID算法,通过检测无刷直流电动机的三相霍尔信号,实现三相6状态运行和速度检测.系统由一片FPGA芯片实现;充分利用FPGA强大的逻辑运算能力,降低了系统的成本.实验结果表明,利用FPGA实现无刷电动机闭环控制可以很方便地用到其他电动机的控制中.     

基于Xilinx FPGA的电力谐波检测的设计

凭借FPGA可并行计算的优势,FPGA已成为实现DSP的主流平台之一。Xilinx公司推出了专门针对实现DSP的设计软件——System Generator。本文采用该软件,提出了一种针对Xilinx FPGA实现谐波检测的模块化的设计方法,并在Spartan3A DSP开发平台上进行了硬件联合仿真验证。     

基于Matlab/Simulink的软件在环仿真技术研究

利用Matlab/Simulink和代码编译器(CCS)建立了软件在环(SIL)仿真系统,并利用该系统对单相脉宽调制(PWM)逆变器主电路模型和基于TMS320F28335型数字信号处理器(DSP)的控制系统进行了SIL仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,所建立的SIL仿真系统能模拟DSP控制软件的实际控制效果。利用该系统进行控制算法开发,能大幅缩短开发周期,降低开发成本。     

FPGA在大功率多相变频调速系统中的应用

针对大功率多相感应电机变频调速系统中PWM信号通道多和难同步的问题,提出一种基于PWM IP核的多路PWM发生器的设计方法,利用搭积木的方法可方便构建任意路PWM发生器.多路PWM发生器通过采用同一时基和各自独立的控制寄存器,可实现PWM信号的严格同步和不同调制策略.利用FPGA的硬件并行性,实现高性能的三角载波发生器和高可靠性的故障保护.基于FPGA和DSP构建一个多相变频调速系统硬件平台,在一台九相感应电机上完成SPWM调制的变频变压控制.实验结果表明FPGA应用于大功率多相变频调速系统具有通用性、灵活性和高可靠性.     

A Theoretical and Experimental Study of a Laboratory Wind Turbine Emulator using DC-Motor Controlled by an FPGA-Based Approach

Abstract

The aim of this study is to carry out a Wind Turbine Emulator (WTE) which represents the important hardware part to behave as a real wind turbine system with respect to the introduced wind timeseries for improving the wind power system technology control in laboratory. The proposed WTE consists of a variable speed drive which controls a DC motor as a prime mover coupled to a PMSG operated in open loop. The novelty appears in the modeling and configuration of wind timeseries, aerodynamic and mechanical aspects of the wind turbine and its control strategy by using Xilinx System Generator (XSG) as a dataflow design tool based on graphical user interface Simulink which ensures a rapid architectures prototyping. Moreover, the dynamic performance of the modeled system under Matlab/XSG environment is presented and discussed. The motor drive is performed by a DC/DC buck converter controlled by PWM strategy implemented on FPGA board. An experimental platform of the entire wind energy conversion system is built. Experimental results verified and validated the wind turbine emulator operation using a variable wind speed.     

基于FPGA的雷达天线方位角信号的模拟系统

为满足天线离线状态下的雷达测试需求,设计开发一种基于 FPGA 的雷达天线方位角信号的模拟系统。雷达天线方位角信号的模拟对雷达信号处理机性能的测试显得尤为重要,设计以伺服控制输出的 PWM信号、电机转动方向控制信号和制动信号作为输入参数,计算出雷达天线的方位角位置,并转换为光电编码传感器的脉冲信号输出给雷达信号处理机。该模拟系统具有输入输出信号属性与雷达天线单元一致、易实现等优点,并已应用于某型雷达测试系统,实践证明效果良好。     

基于System Generator的SVPWM算法设计及实现

根据空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理,提出一种基于人工神经网络(ANN)的SVPWM新算法。该网络系统结构分布化,利用神经网络的并行处理能力,将复杂的计算任务分散化,缩短了计算时间。在新的设计环境SystemGenerator/Simulink下建立了SVPWM的算法模型,并进行了硬件仿真,将模型下载到FP-GA芯片,产生了SVPWM波形,实验结果表明了该方法的有效性和可行性。     

音圈电机位置伺服系统电流驱动器的两种设计方法研究

分析音圈电机数学模型的基础上,在Matlab的Simulink环境中建立了音圈电机位置伺服系统的仿真模型,伺服系统采用三闭环系统,其中位置环和速度环采用PI控制,电流环根据两种驱动方式分别采用PWM斩波实现和功率放大器实现,通过试验仿真,对两种驱动方法进行了比较。试验表明,PWM斩波控制实现的驱动器适合做低频较大位置跟踪,功率放大器方法实现的驱动器适合做小位置时的无差高频位置跟踪。     

基于Simulink的智能车用微型电机闭环系统的仿真研究

主要通过对微型直流伺服电机闭环控制系统的实例研究,利用Matlab仿真技术对闭环系统进行详细的完整归纳分析.并且利用Simulink工具对该系统进行仿真,以仿真实验的方法验证微型直流伺服电机的性能,让读者对微型直流伺服电机及其控制系统构成有透彻的了解,并对如何利用仿真工具分析自动控制系统提供一些方法.