如今电力电子电路的控制旨在实现高频开关的计算机控制,并向着更高频率、更低损耗和全数字化的方向发展。现场可编程门阵列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年来崭露头角的一类新型集成电路,它具有简洁、经济、高速度、低功耗等优势,又具有全集成化、适用性强,便于开发和维护(升级)等显著优点。与单片机和DSP相比,FPGA的频率更高、速度更快,这些特点顺应了电力电子电路的日趋高频化和复杂化发展的需要。因此,在越来越多的领域中FPGA得到了日益广泛的发展和应用。 本文提出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)器件实现数字化变频调速控制系统的设计方案。该系统能产生三相六路正弦脉宽调制(SPWM)波形;调制频率范围为0~4KHZ,分7级控制;16位的速度控制分辨率;载波频率分8级控制,最高可达24KHZ;系统接口兼容Intel系列和Motorola系列单片机;该系统控制简单、精确,易修改,可现场编程;同时具有脉冲延时小、最小脉冲删除、过压和过流保护功能等特点,可应用于PWM变频调速系统的全数字化控制。文中对方案的实现进行了详细的论述,主要包括系统设计的理论分析,系统结构设计及在FPGA硬件上的实现,最终验证了该控制系统的可行性和有效性。 数字化设计是本系统的特点,系统最终生成的三相SPWM脉冲是基于三相正弦调制波和三角载波比较得到的。设计时,充分结合FPGA器件的结构特点,利用一种改进结构的数字控制振荡器(NCO)来产生正弦波样本,在一定程度上解决了传统NCO产生正弦波的精度和频率相互制约的问题;把分时复用数字通信原理结合到系统的设计中,设计出分时运算电路,使得系统在同步时钟下,生成三相正弦调制波而不影响系统的速度,同三角载波逻辑比较后,最终得到三相SPWM脉冲序列。
上传时间: 2013-07-05
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高速公路隧道属于特殊路段,隧道洞内外环境差别非常大,需要在隧道内设置电光照明,以消除司机的“暗适应"与“明适应’’视觉问题,保证隧道行车安全。而当前的大部分高速公路隧道照明控制系统简单,照明光源舒适度不高,未根据洞外环境亮度,综合车速车流量及洞内烟雾浓度等因素,实时调节隧道洞内照明亮度,存在盲目加大隧道照明的亮度的问题,给行车安全带来隐患,造成能源浪费,不符合设计规范和国家节能的政策要求。 本文介绍了当前隧道照明的发展及照明灯具智能控制的研究状况,针对当前隧道照明的控制系统存在的问题,给出了基于ZigBee的隧道照明无线控制系统的 架构;分析比较了当前各种隧道照明光源的特点,针对当前普遍采用的高压钠灯照明和新兴的LED灯照明做了详细的经济效益对比,根据系统使用寿命周期内的性价比,选择大功率LED作为隧道照明灯具;在分析ZigBee协议及组网流程的基础上,设计了基于ZigBee技术的簇树型隧道照明无线测控网络,系统采用CC2430无线模块作为网络节点的硬件解决方案,对网络中的协调器、路由器及终端节点的组网及其数据处理流程进行了详细设计;设计了利用ZigBee技术作为控制命令和数据传输的可调光LED灯具,满足所提出的控制系统对灯具的要求:针对隧道照明控制参数及灯具光效难以建立精确数学模型的特点,系统采用基于专家经验的隧道照明的模糊控制算法,设计了隧道照明控制程序,并嵌入到利用WinCC设计的隧道照明的控制系统中。论文最后对所设计的系统进行了测试,验证了系统的可行性。
上传时间: 2013-04-24
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雷达信号处理是雷达系统的重要组成部分。在数字信号处理技术飞速发展的今天,雷达信号处理中也普遍使用数字信号处理技术。而现场可编程门阵列(FPGA)在数字信号处理中的广泛应用,使得FPGA在雷达信号处理中也占据了重要地位。 针对脉压雷达信号处理的FPGA实现,本文在以下几个方面展开研究: 首先对几种主要的脉冲压缩信号进行了详细的分析,得出了各种信号的特点及其处理方式;并比较了各种方式的优缺点。 其次对几种基本的雷达信号处理如脉冲压缩、动目标检测(MTD)、恒虚警(CFAR)等详细地阐述了其原理;列举了各种信号处理经常采用的实现方法,对各种方法进行了比较研究;并针对线性调频信号在MATLAB环境中对雷达回波信号处理进行仿真。 接下来,在Xilinx ISE6.3i软件集成环境下,通过对Xilinx提供的免费IP核的调用,并与VHDL语言相结合,进行雷达信号处理的FPGA实现。
上传时间: 2013-06-24
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论文以反应式步进电机为研究对象,应用了先进的FPGA/CPLD技术,设计了一种全数字的步进电机控制系统,通过了仿真、综合和下载的各个程序测试环节,并在实验中得到了良好的应用。 本论文分析了反应式步进电机工作原理以及其具体的控制过程,然后阐述了FPGA的设计原理以及所涉及到的相关芯片,接着对所要应用的硬件语言VerilogHDL方面的知识进行了简要地介绍,这些为论文的具体设计部分提供了理论基础。 本系统针对需要实现对步进电机的调速,设计出了一种符合要求的连续可调的脉冲信号发生器,整个脉冲信号发生器有两个大的模块组成,最后用一个顶层的模块将二者连接起来,并且每个子模块以及顶层的模块都通过了仿真测试。系统采用了模块化的设计思路,为系统的设计和维护提供了方便,同时也提高了系统性能的可扩展性。系统采用一种软件硬化的设计思路,应用了VerilogHDL硬件语言,该语言较容易理解。软件也是采用了目前应用比较广泛的几种。在最后的实物实验中也取得了良好的效果,从而证明了设计的正确性。论文针对VerilogHDL硬件语言的应用技巧以及实际编写程序中经常遇到的问题都做了详细的解释,并提出了几个解决问题的方法;对于如何合理的选择芯片,文章也做了仔细说明。 FPGA+VerilogHDL+EDA工具构成的数字系统现场集成技术,是本系统设计的核心部分,该门技术具有操作灵活、利用广泛以及价廉等特点。该门技术具有旺盛的生命力和广阔的前景,必然推动着整个集成电路产业系统集成的进一步发展。整个系统设计采用了全数字化的控制方案,使系统更加紧凑、更加合理以及经济节约。由于系统的全数字化,使得整个系统运行变得十分可靠,调试也极为方便。作为一种先进技术的应用,论文在很多方面做了新的尝试。
上传时间: 2013-05-20
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本文讲述了一种运用于功率型MOSFET 和IGBT 设计性能自举式栅极驱动电路的系统方法,适用于高频率,大功率及高效率的开关应用场合。不同经验的电力电子工程师们都能从中获益。在大多数开关应用中
上传时间: 2013-04-24
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A dimming driver designed to drive an external n-channel MOSFET in series with the LED string pro
上传时间: 2013-07-06
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为了满足市场需要,研制了+,%-#’" 直流脉冲氩弧焊机,并对该焊机的电路组成及工作原理进行了介绍,对./0 脉宽调制技术做了较详细的分析。实践表明,该焊机满足设计要求,具有体积小、质量轻、高效节能等
上传时间: 2013-04-24
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摘 要: 在汽车行驶及机车控制系统中对测速装置的要求是分辨能力强、高精度、尽可能短的检测时间以及抗干扰能 力强等。该文介绍了一种应用霍尔传感器A44E 获得稳定的脉冲信号,从而实现对车速进行智能测量的方案。测试 结果表明,运用该方案实现的系统能很好的达到对车轮测速的要求。 关键词: 霍尔传感器;速度测量;脉冲检测 中图分类号: E911 文献标识码: A
上传时间: 2013-07-11
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数控系统在工矿领域已得到广泛应用,计算机数控系统通过对数字化信息的处理和运算,并转化成脉冲信号,实现对步进电机的控制,进而控制数控机床动作和零件加工。随着嵌入式技术的发展,我们可以设计规模更小,成本更低,功能更特定的嵌入式系统来完成传统计算机数控系统所完成的工作。 步进电机以其精度高、控制灵活、定位准确、起停迅速、工作可靠、能直接接受数字信号的特点,成为数控系统中的重要执行部件。然而根据步进电机的特性,必须要采取适当而有效的升降速控制策略,特别是在多电机连动的系统中,对多个电机连动的速度控制和脉冲分配也很值得研究。在本文中作者将介绍一种三轴连动的速度控制和脉冲分配的优化算法,以及其在基于FPGA和ARM配合的高速数控雕刻机控制系统中的实现。 在本文中还可以看见,为了减小本系统中主控MCU的压力,作者还将利用FPGA来设计一个针对多电机连动的速度控制和脉冲分配优化算法的外围定制控制器。 最终实验结果表明,作者所提出的优化算法及其在本系统的实现方案,完全达到客户所提出的高速数控雕刻机控制系统的各项设计性能指标。
上传时间: 2013-07-02
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本文研究了在复杂背景下红外图像的背景和噪声抑制算法,并且完成了硬件实现,主要包括以下内容: 1.通过对实际红外图像的背景和噪声特性的研究分析,设计改进了一种基于加权广义次序统计滤波器的背景抑制的算法。红外图像的噪声通常为脉冲噪声,具有高频特性;而红外图像的背景变换比较缓慢,其频谱成分多集中在低频区域,所以本文在对图像特性分析的基础上,设计改进了基于加权广义次序统计滤波器的背景抑制的算法。在对采集的起伏背景红外图像进行背景抑制后,用全局门限可以有效的分割出目标信息,输出包含目标信息的二值化图像,为后续处理提供数据。但是出于更复杂背景条件下算法有效性的目的,深入讨论了局部自适应门限分割算法的设计。 2.在实时信号处理系统中,底层的图像预处理算法目前难以用软件实现;但是其运算结构相对比较简单,适于用FPGA进行硬件实现。本文对算法的FPGA设计作了较为深入地研究,同时介绍了算法的VHDL实现,利用模块化的优点对算法分模块设计,对各个模块的实现作了详细介绍。 3.完成了红外成像制导系统的预处理部分硬件电路设计,对FPGA中预处理算法的处理结果进行了验证。通过算法在硬件上的实现,证明了算法的有效性。
上传时间: 2013-07-02
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