基于FPGA的永磁同步电机SVPWM的数字电路设计

针对永磁同步电机矢量控制算法中的空间矢量脉冲宽度调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)中不能直接实现正余弦计算、无理数乘法的问题进行优化设计。设计了基于查表法和一次线性补偿的正余弦数值计算、有符号数的√3乘法计算模块,并使用Cyclone IV FPGA的硬件乘法器资源,对反Park变换、扇区判断和三相作用时间的计算进行了时序约束,对输入电机编码器数值、旋转坐标系的V_d和V_q参数经过进行计算,输出带死区功能的三相七段式PWM控制信号。在FPGA中实现SVPWM算法精度为3.0×10^(-5),计算时间为1.6μs,对比高性能STM32F429微处理器有一定优势,满足了永磁同步电机的矢量控制要求。

高速以太网接口电路设计与FPGA实现

随着计算机网络接入技术千兆以太网在各个科技领域的广泛应用,愈来愈多的研究倾向于设计高速以太网接口电路,以实现当局部设备接入网络时,数据能够以更高速率、高效率地进行传输。文章根据局域网中两个工程机之间需要发送数据包的需求,设计了包含FPGA板卡在内的利用以太网接口互传数据传输系统的实现方案。同时还设计了基于Xillinx公司IP核的MAC层控制模块,该模块不仅可以完成标准千兆以太网帧的数据传输,还能够通过配置模块来完成数据打包与解包的工作。由测试实验可知,文中设计的高速以太网接口电路能有效的传输高清视频数据流,并在传输过程中未出现视频流卡顿和数据包丢失的现象,因此有较高的工程应用价值。

基于LM3881的FPGA电源时序控制电路设计

阐述FPGA的电源系统设计中时序控制芯片LM3881的应用,以Virtex-7 FPGA电源系统为例,给出了不同电源的时序电路设计案例,验证了理论分析和设计方法。

永磁同步电机矢量控制专用集成电路的设计

针对软件矢量控制策略因响应慢、成本高而无法满足永磁同步电机(PMSM)领域控制新需求的问题,设计一种矢量控制专用集成电路(ASIC)。采用双闭环控制结构为基础设计芯片架构,使用VerilogHDL硬件描述语言设计矢量控制、坐标旋转数字计算(CORDIC)、电流采样接口、编码器接口和串口通信等模块,通过硬件架构实现并行加速。利用ModelSim平台仿真验证所设计电路的功能,以FPGA为核心搭建芯片物理验证平台,控制PMSM的电流与速度。结果表明:所设计的ASIC输出PWM信号达到12.2 kHz,双环频率分别达到12 kHz和8 kHz,具有快速动态响应与良好的稳态特性;且能够实现高性能、低成本、可移植的电机控制,在电机控制领域具有一定的应用价值。

基于FPGA的高重复率距离门控电路实现

传统的距离门控电路多采用分立元器件,工作频率和控制精度均十分有限,难于满足重复频率高的测距需求.通过分析高重复率距离门控的时序,提出并实现了一种基于FPGA的高重复率距离门控电路方法.该方法充分发挥了FPGA在运算、存储、时钟管理等方面的优势:采用倍频模块产生的200MHz作为时钟基准,其门控输出分辨率达5ns;利用增强型并口(Enhanced Parallel Port,简称EPP)方式进行门控数据传输,以确保2kHz的高速门控信号输出.完成的距离门控板在上海天文台的高重频(2kHz)卫星激光测距(Satellite Laser Ranging,简称SLR)实验中获得应用,使上海天文台成为国际上少数掌握高重频SLR技术的台站之一.

一种基于DSP和FPGA的多轴运动控制卡的设计

介绍一种基于DSP和FPGA的运动控制卡的设计方案,包括各组成部分及其功能,具有高集成度、高运算速度、高处理能力等特点,是一种较好的数控系统平台。

基于FPGA的电磁阀控制设计与研究

针对航空飞行器在飞行试验中需要精确控制滚控发动机电磁阀的难题,从电磁阀自身特点入手,设计了控制硬件电路并建立电磁阀门硬件电路灭弧电路响应时间模型,成功卸载60.5 V反向大电压,详细分析影响电磁阀的时间因素,同时也提出了基于FPGA的电磁阀可配置脉冲的实现方式。目前,该电磁阀控制设计已成功应用于地面发动机测试设备,具有较好的实时性、安全性和时间响应性能。

基于FPGA的高速并行A/D采样控制电路的设计

给出了一种基于FPGA的高速并行A/D采样控制电路的设计方法.该电路能与各种单片机系统进行友好连接,能够实现高速A/D采集转换和转换后的数据存取.文中以ADC0809为例,详细介绍了含有FIFO存储器的A/D采样控制电路的设计方法,并给出了A/D采样控制电路的VHDL源程序和整个采样存储的顶层电路原理图.

基于DSP与FPGA的运动控制器研究

设计了一种基于DSP与FPGA的运动控制器。该控制器以DSP为控制核心,用FPGA构建运动控制器与传感器以及电机驱动器的接口电路。充分发挥了DSP强大的运算能力和FPGA的并行处理能力。具有信息处理能力强、模块化程度高、编程容易、运动控制精度高等优点,可以实现高精度的速度环和位置环的双闭环控制,能够满足运动控制器的实时性和精确性要求。

基于FPGA的自适应交通信号系统设计与实现

针对当前道路车辆逐渐增多,固定配时方案的交通信号系统无法满足复杂车流变化的情况。提出将感应控制方式融入到交通信号系统中,并与定时配置方案相结合,采用FPGA技术设计一种自适应的交通控制系统。通过Verilog语言编写各模块的控制程序,在QuartusⅡ软件环境下进行综合编译与仿真验证,设计出能够采集路口车流信息并实时反馈、自动调整配时方案的交通信号控制系统。然后,结合开发板模块电路,选择合适的电子器件,设计车流检测和交通信号模拟显示电路,并通过管脚约束的方式,完成外接模拟显示电路与开发板的硬件连接,下载程序并调试运行。最终,在实验室完成自适应交通信号系统的硬件电路调试。

一种基于FPGA的自动功率控制电路设计与实现

由于导航数字接收机模拟前端的差异性及其采用的A/D转换电路不同,导致数字中频信号功率变化范围较大,且量化后的数字信号有效比特位数有较大差异。为了优化后续的基带数字信号处理过程,提出了一种基于FPGA的自动功率控制电路的实现方案。该电路通过可变点数的求平均运算,统计出信号的直流分量,然后将去直流后的信号进行功率估计,最后由功率反馈调整单元进行增益调整,从而保证输出信号的功率基本稳定。

基于FPGA的模数转换芯片AD7705/AD7706控制电路设计

为提高AD7705/AD7706芯片的稳定性、更新速率和配置便利性。基于FPGA强大的并行运算能力和顶层设计思想,设计了基于FPGA为主控机的模数转换控制电路,该电路实现了对AD7705/AD7706内的多个寄存器的快速读写配置和灵活的工作模式设定。ModelSim仿真结果表明,在较高时钟频率控制下实现了FPGA对寄存器进行的合理配置,并正确采集到了模数转换后的数据。

基于FPGA的惯导系统温控电路接口设计

本文介绍了一种基于FPGA的光纤陀螺惯导系统温控电路接口设计。主要说明了温控电路整体结构,温控电路工作流程,FPGA与外围电路的通信接口和FPGA的逻辑设计等几个方面。

基于FPGA的DFB激光器驱动电路的设计与仿真

为了提高DFB激光器驱动电路的可靠性和稳定性,设计了一款基于波长调制光谱技术的DFB激光器驱动电路。压控恒流源电路能够完成对激光器的恒流驱动以及其波长的粗调。利用FPGA生成直接频率合成器产生幅值为5V,频率为20kHz的正弦信号和频率为20Hz的三角信号,其可以对激光器的波长进行调制和扫描,进而实现对激光器的波长进行精确调谐。然后利用QuartusII软件对激光器的驱动电路进行了仿真。最后,对激光器驱动电路进行了模拟实验,结果表明输出电流与输入电压成线性关系,输出的电流与负载无关,达到了预期的设计目标。

基于FPGA的嵌入式通信系统核心模块设计

基于IP核的SpaceWire-PCI通信卡进行通信时,没有考虑传输过程内相位失真问题,其通信效果存在实时性能低、抗干扰性差和通用性低的缺点。据此设计基于FPGA的嵌入式通信系统的通信卡,其整体架构由FPGA模块、以太网88E1111 PHY芯片、MCP2515 CAN控制器等组成。采用FIR滤波器分布式算法处理通信卡信号传输时的内相位失真问题。利用SoPC系统的NiosⅡ集成开发环境设计通信卡软件:设计初始化程序实现FPGA模块中CycloneⅢ3C25F32芯片控制寄存器的配置;设计通信程序实现通信卡中数据信息的发送和接收。实验证明,所设计通信卡通信效果具有实时性高,抗干扰性好及通用性高等优势,能够极大地提高通信效率。

基于FPGA的线阵CCD驱动器设计

介绍一种基于FPGA设计线阵CCD器件TCD1208AP复杂驱动电路和整个CCD的电子系统控制逻辑时序的方法,并给出时序仿真波形。工程实践结果表明,该驱动电路结构简单、功耗小、成本低、抗干扰能力强,适应工程小型化的要求。

基于FPGA的星载步进电机控制电路设计

针对航天设备在轨运行时间长、不易更换的特点,提出了一种力矩宽且范围可调的步进电机控制电路设计。该电路原理样机以Xilinx公司的XC3S400pq-208型FPGA为核心控制芯片,以LMD18200为步进电机驱动芯片。在对电路总体设计进行介绍的基础上,重点阐述了航天过程中步进电机阻力矩增加的问题,以及通过脉冲频率和PWM控制技术调节输出力矩的方法。试验结果表明,力矩可调范围的最大值能够使力矩裕度达到4,匹配步进电机在轨运行过程中的力矩要求。

基于FPGA的OLED真彩色显示的实现

利用FPGA控制模块,设计了OLED真彩色动态图像驱动控制电路。介绍采用FPGA实现OLED外围控制电路和256级灰度的方法,并分析电路中模块的作用及整个电路的工作过程。电路系统采用基于Altera公司的FPGA技术进行设计,以Verilog HDL为描述语言,Modelsim仿真结果表明,该方案能够实现预定目标,实现480×RGB×640彩色OLED屏256级灰度显示。

一种基于FPGA的线阵CCD驱动器的设计

本文介绍了一种基于FPGA设计产生线阵CCDTCD1208AP芯片复杂驱动电路和整个CCD的电子系统控制逻辑时序,并给出了时序仿真波形。工程实现结果表明:该驱动电路结构简单、功耗小、成本低、抗干扰能力强,适用于工程小型化的要求。

基于FPGA的高速数据传输芯片控制器设计

针对如何运用FPGA对高速数据传输芯片TLK1501[2]进行控制,介绍了芯片的工作方式及具体用于本系统中的每个信号接口的功能,并详细阐述了基于FPGA的高速数据传输芯片控制器的设计思路和实现方法,给出了控制器各个功能模块的工作要求和所要实现的具体功能。控制器在实际应用中达到设计要求,实际测试证明其传输速率在TLK1501[2]内部可达660Mbit/s,满足高速数据传输要求。