面向電機控制的IP核設(shè)計與復(fù)用技術(shù)研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TM301.2國際圖書分類號:621.3工學(xué)碩士學(xué)位論文面向電機控制的IP核設(shè)計與復(fù)用技術(shù)研究碩士研究生：李寧導(dǎo)師：楊春玲教授副導(dǎo)師：陶雋源申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)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(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要電機是工業(yè)控制領(lǐng)域和日常生活中主要的動力設(shè)備。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的進一步加強，各個領(lǐng)域?qū)刂葡到y(tǒng)

2、的控制精度有了更高的要求，這就需要高性能的電機驅(qū)動器。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)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(qū)動器的開發(fā)難度，延長了開發(fā)周期，降低了系統(tǒng)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(guān)鍵基礎(chǔ)算法和控制技術(shù)，設(shè)計了面向電機控制IP核。論文首先對電機控制的關(guān)鍵控制算法和控制技術(shù)進行了深入的研究，開發(fā)了面向電機控制的可復(fù)用IP核。針對電機矢量控制引入了CDIC

3、（CodinateRotationDigitalComputer，坐標旋轉(zhuǎn)數(shù)字式計算機）算法，開發(fā)了用于矢量控制的CDICIP核。根據(jù)PWM和數(shù)字PID控制技術(shù)，開發(fā)了適用于電機控制的PWMIP核和數(shù)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(shù)字頻率合成器）技術(shù)，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(jù)IP核功能仿真和時序仿真結(jié)果對IP核進行了優(yōu)化與調(diào)整。然后，以Xilinx公司的Spartan3系列的FPGA為核心，設(shè)計了針對IP核的硬件測試平臺。最后，在硬件平臺上，用設(shè)計的IP核構(gòu)建了一個電流正弦PWM電機驅(qū)動器。在這個系統(tǒng)中將IP核下載