面向電機控制的IP核設計與復用技術研究.pdf

1、國內圖書分類號：TM301.2國際圖書分類號:621.3工學碩士學位論文面向電機控制的IP核設計與復用技術研究碩士研究生：李寧導師：楊春玲教授副導師：陶雋源申請學位：工學碩士學科、專業(yè)：電氣工程所在單位：電氣工程系答辯日期：2008年7月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要電機是工業(yè)控制領域和日常生活中主要的動力設備。隨著國民經濟的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，工業(yè)生產自動化水平的進一步加強，各個領域對控制系統

2、的控制精度有了更高的要求，這就需要高性能的電機驅動器。隨著微電子技術的發(fā)展，數字化控制越來越受到廣大研究人員的重視，但是目前還沒有針對電機控制的IP核，這在很大程度上增加了驅動器的開發(fā)難度，延長了開發(fā)周期，降低了系統的穩(wěn)定性。本課題針對這種情況，深入研究了電機控制的關鍵基礎算法和控制技術，設計了面向電機控制IP核。論文首先對電機控制的關鍵控制算法和控制技術進行了深入的研究，開發(fā)了面向電機控制的可復用IP核。針對電機矢量控制引入了CDIC

3、（CodinateRotationDigitalComputer，坐標旋轉數字式計算機）算法，開發(fā)了用于矢量控制的CDICIP核。根據PWM和數字PID控制技術，開發(fā)了適用于電機控制的PWMIP核和數字PIDIP核。針對電機控制中常用的SPWM、SVPWM等變頻控制引入DDS（DirectDigitalSynthesizer，直接數字頻率合成器）技術，開發(fā)了用于變頻控制的DDSIP核。其次，針對各個IP核編寫了軟件測試平臺，采用Ment

4、Graphics公司的仿真驗證工具ModelSim對各個IP核進行了功能仿真和時序仿真。功能仿真驗證了IP核邏輯功能的正確性。時序仿真驗證了IP核存在時間延時后的有效性，進一步分析驗證IP核。根據IP核功能仿真和時序仿真結果對IP核進行了優(yōu)化與調整。然后，以Xilinx公司的Spartan3系列的FPGA為核心，設計了針對IP核的硬件測試平臺。最后，在硬件平臺上，用設計的IP核構建了一個電流正弦PWM電機驅動器。在這個系統中將IP核下載