《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（十五） 第7章基于FPGA架构交流电机数字控制系统集成设计

本节介绍一种低成本、高集成度的全数字轴角变换系统。使用△∑调制技术构建了频率、幅值连续可调的激磁信号发生器,对采样点进行优化控制及滤波处理。使用CORDIC算法进行鉴相,通过PI调节器实现快速闭环跟踪,实现了一种基于FPGA的全数字闭环角度解算算法。     

《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（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（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。     

《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。     

《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（七）第4章数字脉宽调制方法的分析与实现

4．6空间矢量脉宽调制方法 4．6．1空间矢量脉宽调制原理 对应4.3．1节图4—4中的状态1到状态8,用空间矢量的概念来表示,如图4．20所示。     

《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     

一种基于DSP的交流电机矢量控制系统

通过对交流电机矢量控制技术的研究，本文介绍了一种基于DSP(数字信号处理器)的矢量控制系统。该系统采用SVPWM(电压空间矢量脉宽调制)控制方式，具有过调制能力，并在起始阶段采用静止励磁。试验结果表明该系统设计合理，具有良好的调速性能。     

基于FPGA的交流伺服驱动系统的设计与实现

提出了一种基于旋转变压器的全数字交流伺服系统设计方案。采用VerilogHDL硬件描述语言及EDA工程设计方法,将一个完整的永磁同步电机的矢量控制算法集成在一片FPGA上,实现了电机系统的高密度、小型化设计,其在航空、航天等高性能伺服系统中有较大的实用价值。论文详细介绍了位置、速度检测单元,矢量变换单元,PI调解器,SVPWM单元等基本模块的结构和设计方法。实验结果表明,该系统具有良好的动态和静态性能。     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座(十) 第6章 基于MCU架构交流电机数字控制系统集成设计

本章以Infineon 8、16和32位嵌入式微处理器(MCU)为例,介绍集成MCU电机控制芯片的结构及特点、编程环境及工具。在此基础上重点分析基于MCU架构交流电机数字控制系统集成设计方法及在空调压缩机、洗衣机、伺服控制领域的设计与应用。     

《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     

《电机数字控制系统集成设计》系列讲座(四) 第3章 电机数字控制系统中位置与速度传感器

3.1引言在永磁交流伺服无刷电动机构成中磁极位置传感是不可缺少的重要环节。除了无独立位置传感器运行电机外,都采用位置传感器来实现位置传感。位置传感器的精度和分辨率对电动机的性能有很大的影响。在方波原理无刷永磁电动机电压驱动中,要求传感器提供对准磁极的方波(开关)信号。在正弦波原理无刷永磁电动机电压驱动中,要求传感器提供与磁极同步的正弦波位置信号。从原理上看,凡是能提供方波和正弦波位置信号的     

基于空间解耦SVPWM7相感应电机调速系统

基于多相系统空间解耦模型,构建了7相感应电机模型;针对谐波问题,通过调整矢量作用顺序和时间,提出了A、B两种SVPWM调制方法;A法为尽量减小3次谐波子空间合成矢量的消除了3次谐波的SVP-WM,B法为同时减小3次和5次谐波子空间合成矢量的消除3次和5次谐波的SVPWM;在对7相感应电机仿真分析基础上,设计并实现了以TMS320F28335为控制核心的7相感应电机调速平台,仿真和试验结果验证了电机模型及SVPWM算法的正确性和有效性。     

交流电机理论中的空间矢量研究

对交流电机理论中"空间矢量"这一数学模型从物理、数学等角度进行了探讨,将电机空间矢量总结为Ⅰ类矢和Ⅱ类矢两类,并给出一般定义及理解.探讨了电机空间矢量的运算特点,指出它具有数学中二维矢量和复数的全部运算性质.     

基于FPGA空间矢量脉宽调制IP核的设计

以实现全数字电机控制器的集成化为背景,提出一种可以在低成本FPGA上实现的SVPWM算法,并结合EDA技术和VerilogHDL硬件描述语言,设计为具有普通和低损耗两种开关模式的1P核。实验结果表明,该IP核符合功能要求,电路资源利用合理,复用性好,开关模式可根据需要随意设定,最高时钟运行频率达到31．73MHz,开关频率达到20kHz以上。     

电动车交流感应电机电流控制器设计方法

针对电动车交流感应电机控制,详细介绍了基于矢量控制的电流控制器设计方法和控制参数计算方法。同时为了提高调试效率,使控制器参数能够更快更好的匹配实际电机,本文基于交流感应电机数学模型,提出了一种采用公式计算的PI参数设计方法。最后通过对控制系统进行稳定性分析和simulink仿真,验证了所设计的电流控制器具有很好的稳态和动态性能。     

基于矢量控制的高性能交流电机速度伺服控制器的FPGA实现

提出了一种全数字化的基于电流矢量控制算法的交流电机速度伺服系统控制器的硬件设计方案，并在一片现场可编程门阵列FPGA中得到了具体验证和实现。该方案综合运用了矢量控制算法、M／T测速算法、PI调节算法、SVPWM算法以及EDA设计方法学等，在速度伺服或位置伺服等高性能运动控制系统中有重要的应用价值。所设计的控制器集成电路提供了标准的主机通信接口，可以对各种控制参数进行在线调整，其电流环和速度环的采样频率均可以达到20kHz以上。实验结果表明，该控制器在低速与高速运行状态下均能获得良好的动态和静态性能，其可控转速范围为0．2—10000r／min。