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《南京航空航天大学》 2010年
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基于FPGA永磁同步电机伺服驱动系统的研究

王力  
【摘要】: 目前交流永磁同步电动机伺服驱动系统发展的趋势与热点在于系统的数字化、智能化、集成小型化等,在这些目标的实现过程中,现场可编程栅门阵列(FPGA)作为片上系统(SOC)的代表被应用到伺服驱动系统当中。由于现场可编程栅门阵列具有灵活的软件设计电路手段、多路控制并行的程序运行方式以及不断容纳嵌入式数字微系统的特点,受到广泛关注。因此,本文以现场可编程栅门阵列作为主控制芯片对交流永磁同步电动机伺服驱动系统进行研究。 首先,对伺服驱动系统的电流环和速度环的各个环节做了深入的理论研究,给出了各个环节数学模型的推导,同时通过Simulink对两环中各个环节进行建模并给出建模仿真结果。从理论上论证了所建立的两环模型的正确性和控制方法上的有效性。 其次,在伺服驱动系统两环模型建立的基础上,根据现场可编程栅门阵列的特点和模块化的设计思想,对电流环反馈通道、电流环主通道、速度环PI调节器以及监控通信的实现进行了深入研究,利用Modelsim XE给出了行为仿真结果以及通过ISE给出各模块寄存器传输层原理图(RTL)。通过对反馈的位置信息与电流信息进行数字滤波处理消除了输入信号量化数值后的不稳定性;同时在反馈通道对电流值数据进行线性化转换以及在程序编制过程中使用数据格式线性转换的方法,从而克服了电流值计算误差大、占用大量存储空间以及编程数据处理烦琐等缺陷。在布局布线中利用静态时钟分析和功率分析器使得设计出的现场可编程栅门阵列内部电路在时序与功耗上更加精确。 最后,根据伺服驱动系统控制原理,设计出相应的系统控制用硬件电路板,并在此硬件电路平台上进行了板级仿真与验证。结果表明,采用现场可编程栅门阵列作为主控芯片设计的伺服驱动系统方案具有可行性和正确性。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM341

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 罗卫祥;某火炮自动供弹机数字伺服驱动控制研究[D];南京理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 朱建光;六相永磁同步电动机驱动控制系统的研究[D];沈阳工业大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李军;某高射速自行迫击炮自动供弹机控制方案研究[D];南京理工大学;2006年
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8 农先鹏;基于DSP+FPGA的永磁同步电机伺服控制系统研究[D];华中科技大学;2008年
9 佟宝贵;坦克尾仓式自动供弹机方案研究[D];南京理工大学;2009年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 欧阳红林;多相永磁同步电动机调速系统控制方法的研究[D];湖南大学;2005年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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10 褚旭川;慢走丝线切割机床伺服驱动系统研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
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