感应加热电源以其环保、节能等优点在工业生产中得到了广泛的应用,逆变控制电路是直接影响感应加热电源能否安全、高效运行的关键因素。目前的感应加热装置很多采用模拟电路控制,而模拟控制电路触点多,焊点多,系统可靠性低,对一些元件的工艺性要求高,电路中控制参数不容易进行修改,灵活性较差。近年来随着微处理机的发展,数字式控制精确,软件设计灵活,因而整个控制系统容易实现,在感应加热领域中运用数字式控制已是一个发展方向。 本文在模拟逆变控制系统的基础上,在可编程逻辑器件(FPGA)上进行了数字式并联逆变控制系统的研究。 首先,本文针对感应加热并联逆变控制的数字化进行了详细的研究。在参阅国内外相关文献的基础上,结合已有模拟并联逆变控制电路的工作原理,设计了全数字锁相环、它激转自激扫频启动模块等逆变控制功能模块,并对各个模块进行了相关的数学分析和功能仿真,结果证明可以达到预定的功能指标和设计要求。 然后,分析了感应加热电源的整体工作流程,针对模拟控制电路中控制参数不易进行修改、灵活性较差等问题,设计了数据采集、存储、显示等功能模块,有利于系统的调试,参数修改等实际操作。 最后,以模拟逆变控制策略为基础,分析了数字控制器的控制要求和策略。由硬件状态机实现数字控制器的设计,完成对整个逆变控制系统的整体控制操作。通过自上而下的总体设计,将各个部分组合起来,构成一个SOC系统。在FPGA集成软件中进行了各部分和整体的仿真验证,结果证明该设计可以完成逆变控制的各项需求和预定的人机交互操作。
上传时间: 2013-07-09
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随着信号处理技术的进步和电子技术的发展,雷达信号侦察接收机逐渐从模拟体制向数字体制转变。软件无线电概念的提出,促使雷达侦察接收机朝大带宽、全截获方向发展,现有的串行信号处理体制已经很难满足系统要求。FPGA器件的出现,为实现宽带雷达信号侦察数字接收机提供了硬件支持。 本文结合FPGA芯片特点,在前人研究基础上,从算法和硬件实现两方面,对雷达信号侦察数字接收机若干关键技术进行了研究和创新,主要研究内容包括以下几个方面。 1)给出了基于QuartusII/Matlab和ISE/ModelSim/Matlab的两种FPGA设计联合仿真技术。这种联合仿真技术,大大提高了基于FPGA的雷达信号侦察数字接收机的设计效率。 2)给出了一种基于FFT/IFFT的宽带数字正交变换算法,并将该算法在FPGA中进行了硬件实现,设计可对600MHz带宽内的输入信号进行实时正交变换。 3)提出了一种全并行结构FFT的FPGA实现方案,并将其在FPGA芯片中进行了硬件实现,设计能够在一个时钟周期内完成32点并行FFT运算,满足了数字信道化接收机对数据处理速度的要求。 4)提出了一种自相关信号检测FPGA实现方案,通过改变FIFO长度改变自相关运算点数,实现了弱信号检测。提出通过二次门限处理来消除检测脉冲中的毛刺和凹陷,降低了虚警概率,提高了检测结果的可靠性。 5)在单通道自相关信号检测算法基础上,提出采用三路并行检测,每路采用不同的相关点数和检测门限,再综合考虑三路检测结果,得到最终检测结果。给出了算法FPGA实现过程,并对设计进行了联合时序仿真,提高了检测性能。 6)给出了一种利用FFT变换后的两根最大谱线进行插值的快速高精度频率估计方法,并将该算法在FPGA硬件中进行了实现。通过利用FFT运算后的实/虚部最大值进行插值,降低了硬件资源消耗、缩短了运算延迟。 7)结合4)、5)、6)中的研究成果,完成了对雷达脉冲信号到达时间、终止时间、脉冲宽度和脉冲频率的估计,最终在一块FPGA芯片内实现了一个精简的雷达信号侦察数字接收机,并在微波暗室中进行了测试。
上传时间: 2013-06-13
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本论文在详细研究MIL-STD-1553B数据总线协议以及参考国外芯片设计的基础上,结合目前新兴的EDA技术和大规模可编程技术,提出了一种全新的基于FPGA的1553B总线接口芯片的设计方法。 从专用芯片实现的具体功能出发,结合自顶向下的设计思想,给出了总线接口的总体设计方案,考虑到电路的具体实现对结构进行模块细化。在介绍模拟收发器模块的电路设计后,重点介绍了基于FPGA的BC、RT、MT三种类型终端设计,最终通过工作方式选择信号以及其他控制信号将此三种终端结合起来以达到通用接口的功能。同时给出其设计逻辑框图、算法流程图、引脚说明以及部分模块的仿真结果。为了资源的合理利用,对其中相当部分模块进行复用。在设计过程中采用自顶向下、码型转换中的全数字锁相环、通用异步收发器UART等关键技术。本设计使用VHDL描述,在此基础之上采用专门的综合软件对设计进行了综合优化,在FPGA芯片EP1K100上得以实现。通过验证证明该设计能够完成BC/RT/MT三种模式的工作,能处理多种消息格式的传输,并具有较强的检错能力。 最后设计了总线接口芯片测试系统,选择TMS320LF2407作为主处理器,测试主要包括主处理器的自发自收验证,加入RS232串口调试过程提高测试数据的直观性。验证的结果表明本文提出的设计方案是合理的。
上传时间: 2013-04-24
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随着计算机运算速度的提高和计算机网络的发展,基于离散对数问题和大整数因子分解问题的数字签名算法越来越不能满足信息安全的需要。为了满足信息安全的要求,安全性依赖于椭圆曲线离散对数困难问题(ECDLP)的椭圆曲线密码体制是当前密码学界研究的热点之一。现有的求解ECDLP的算法都是全指数时间复杂度的算法。由于专用集成电路具有速度快、性能好、安全性高等优势,使得采用专用集成电路来实现椭圆曲线密码体制己成为主要趋势。因此,本课题着眼于应用,针对基于椭圆曲线数字签名算法的FPGA实现进行了较为深入的探讨与研究。 本课题从实际应用的需要出发,以初等数论、有限域理论、数字签名技术和椭圆曲线理论为依据,确定了如下基于椭圆曲线数字签名算法的硬件实现方案:首先,对实现基于椭圆曲线数字签名算法所需的算法和技术进行了剖析和系统设计。然后,按照层次化、模块化的设计思想,在Xinlinx公司的ISE 7.1工具中,采用硬件描述语言VHDL作为设计输入,对各运算器和控制模块进行电路设计;采用Menter公司的ModelSim SE 6.2b工具对之进行功能仿真,以保证底层设计的正确性。最后,在确保每个模块的设计正确的前提下,完成电路的总体设计,再进行总体设计的仿真与测试。 本课题对Schnorr数字签名算法的改进,实现了比未改进前的Schnorr数字签名算法平均节省三分之一的运行时间。对基于椭圆曲线数字签名算法的设计也获得了良好的指标:产生签名只需要1ms多的时间,验证签名也需要不到3ms。本课题的研究对实现电子交易安全方面有重要的作用,尤其是在密钥分配、电子货币、电子证券、电子商务和电子政务等领域都有重要的应用价值,其成果具有广泛的应用前景。
上传时间: 2013-04-24
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QPSK调制具有频谱利用率高、传输速率快、抗干扰性能强、频谱特性好等突出特点,在移动通信、卫星通信中得到了广泛应用。因此,基于FPGA的全数字QPSK调制解调的研究具有重要的意义。本文介绍了QPSK调制解调技术的现状,对QPS...
上传时间: 2013-07-18
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由于各种非线性电力电子装置的和功率开关器件的广泛应用产生了谐波。随着对电能质量要求的不断提高,各种治理谐波的电力电子装置就产生了。谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源电力滤波器技术。传统的方法采用LC 无源滤波器,与无源滤波器相比有源电力滤波器具有很大的优越性,因此越来越多的应用到治理谐波污染中。随着以DSP 和FPGA 的高速发展,以全数字化控制技术实现的有源电力滤波器必将更多的应用到谐波装置中去。本文深入分析了谐波治理的研究背景意义和有源滤波器的研究现状和发展趋势。介绍了有源滤波器的基本的工作原理;分类;谐波的检测方法和控制策略,在各个方法的比较上选用基于瞬时无功功率理论的谐波检测法对谐波电流进行了检测。并提出了一种基于 DSP 及FPGA 控制的有源电力滤波器的设计方案,重点研究了三相并联型有源滤波器的控制系统及硬件设计。本文还对系统的功率器件进行了分析并选用IGBT 作为其开关器件。设计了IGBT 驱动及保护电路,利用理论分析和仿真结果设定了系统直流侧电容和输出电感的参数。对整个系统进行了Simulink 仿真实验,选用DSP 和和FPGA 作为核心处理芯片,DSP 用来采集数据并检测谐波,FPGA 用来实现PWM 脉冲的输出。设计并调试出非线性负载,传感器采集,电流电压调理电路,主电路,过零检测电路,IGBT 的驱动及吸收缓冲电路。并在此基础上搭建出了试验平台。给出了DSP 及FPGA 的软件设计思想和流程。
上传时间: 2013-04-24
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· 摘要: 以四相8/6极、5.5KW开关磁阻电动机(SRM)为研究对象,设计了一种结构简单、性能可靠的开关磁阻电机调速(SRD)系统.该系统采用TMS320F240为主控单元,详细介绍了功率电路和控制器的结构组成和工作原理,采用了改进型的不对称半桥结构的功率变换器,并针对EXB841的不足之处加以改进.实验表明此系统不仅结构简单,而且运行效果良好.
上传时间: 2013-04-24
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· 摘要: 介绍了采用TI公司最新推出的控制用芯片TMS320F2812,利用其事件管理器的3个全比较单元生成三相对称SPWM波的设计方案.同时,文中还给出了相关源程序代码及脉宽计算的具体推导.最后通过实验,得到了令人满意的输出波形.
上传时间: 2013-05-31
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M AT L A B是一个可视化的计算程序,被广泛地使用于从个人计算机到超级计算机范围内 的各种计算机上。 M AT L A B包括命令控制、可编程,有上百个预先定义好的命令和函数。这些函数能通过 用户自定义函数进一步扩展。 M AT L A B有许多强有力的命令。例如, M AT L A B能够用一个单一的命令求解线性系统, 能完成大量的高级矩阵处理。 M AT L A B有强有力的二维、三维图形工具。 M AT L A B能与其他程序一起使用。例如, M AT L A B的图形功能,可以在一个 F O RT R A N 程序中完成可视化计
上传时间: 2013-04-24
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FPGA Verilog,双向端口的研究,比较全,由ASSIGN和ALWAYS模块组成,测试可用
上传时间: 2013-08-22
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