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《中南大学》 2007年
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基于SOC的变流器集成控制系统的研制

郭平华  
【摘要】: 变流器是交流传动机车或动车组的核心部件,变流器的控制系统是保证变流器正常工作的重要环节。目前的变流器控制系统,硬件上大多采用DSP处理器,实时性较差;控制方式上也存在一些不足,需要加以改进;结构上几乎都是采用微机控制装置,其成本较高,体积大,软硬件设计不灵活,难以升级。本文针对以上几个方面的不足展开研究并提出采用集成控制系统的方式实现变流器控制系统。它能方便地实现变流器的硬件升级,软件完善和结构优化设计,同时能大大降低系统的成本,增加系统的通用性。 本文提出采用以FPGA为处理器的新的变流器硬件控制系统,增强了系统软硬件设计和升级的灵活性;将交直变流器的控制方法作了部分改进,通过减小输入电流谐波含量及增加变流器重数以减小等效干扰电流;将以前的单直流电压控制改为直流电压电流同时控制;并采用增加支撑电容的方式去掉二次滤波回路以及通过改变脉冲的采样规律以提高脉冲的准确性;采用集成控制系统结构,减小了体积,降低了成本,增加了通用性。 本文对变流器集成控制系统进行了软硬件设计,采用ALTERA公司的STRATIX EP1S10F780C6作为处理器,并增加了相应的扩展功能和外围电路,设计了控制系统的原理图和PCB图;对控制方法的不足进行了分析并在等效干扰电流控制、直流电压控制、直流电压二次谐波的处理和脉冲控制方式等方面提出了改进措施,同时在MATLAB环境下进行了仿真和试验;系统的软件全部采用C语言编写,调试完毕并下载到FPGA器件中,最后在DSPACE中进行了半实物仿真验证。试验结果证明了硬件设计和理论改进的正确性。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM461;TM762

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【参考文献】
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