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《山东科技大学》 2010年
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基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究

高圆圆  
【摘要】:跑步机是现代生活中重要的健身器材之一,影响其质量与性能的重要因素之一是其采用的变频调速系统的性能。现有跑步机中,多采用直流电机作为动力装置,尽管使用过程中容易出现故障,维修量大,但是由于针对该类电机的变频调速系统的设计相当成熟,性能良好,使其应用量依然较大。相反,交流电机虽然其运行稳定,不易损坏,但是针对此类电机的变频调速较为困难,其理论、技术都不尽成熟,因此,这就限制了交流电机在跑步机中的使用。但是,随着控制理论的研究发展、电子技术的进步,交流电机的调速系统不断更新、进步,其性能也在不断提高。本论文的研究旨在设计一个针对于跑步机设计需要的、针对异步电机的变频调速系统。 目前市场上已存在相关产品,本文在对现有产品的控制方案、设计特点、性能指标等方面进行分析研究后,提出了将较为先进的FPGA器件引入系统,作为其核心控制芯片,同时,采用直接转矩控制方式和SVPWM控制算法作为系统的控制方案,来设计完整的、高性能的变频调速系统。尤其是如何利用FPGA器件将控制方案以硬件芯片的形式实现出来,并且充分发挥其硬件可编程的优势,完成整个系统的控制工作,减少外围硬件设备,是本论文研究的重点。 本论文中设计的变频调速系统针对跑步机的应用,面向用户设计,提供了良好的人机交互界面,操作简单,而且该系统中的控制芯片具有很好的移植性,即相当于按照一定设计要求定制的硬件芯片,只要稍加修改,就可供其他相关系统使用。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM921.51

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