CPLD在变频调速系统中的应用

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1、浙江大学硕士学位论文CPLD在变频调速系统中的应用姓名：李明峰申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：张仲超2003.3.1弘一苫¨浙江大学硕士学位论文摘要本文主要介绍了如何用可编程逻辑器件(CPLD)实现变频调速控制系统。目前，电机控制芯片主要有两种选择。一种是全定制专用集成芯片(ASIC)，一种是单片机(MCU)或数字信号处理器(DSP)。本文利用CPLD控制感应电机，CPLD的数字资源丰富、工作频率高、可在系统编程等特点使得开发灵活、开发周期相对短。利用CPLD，除本身可以用来控制电机以外；可以制成通用的“IP核”应用

2、到MCU(或DSP)，或是作为片内外设，这样就节约了片内资源；另外，它还是ASIC设计的验证的必经阶段。本文设计的几种CPLD调速控制系统以及几个IP核，一部分下载到芯片，通过实际验证；一部分通过仿真验证。即可做以上三种用途，这是本文选题和工作的意义。f本文第一章绪论介绍了可编程逻辑器件的发展、应用，以及EDA的发展历程，还介绍了SOC、SOP、ASI]IC等。针对CPLD的快速发展，论述了它在变频调速技术应用中的优势。第二章介绍了交流电动机变频调速技术及其相关技术的发展和应用情况。着重介绍了正弦波脉宽调制、电压空间矢量调制方式，以及矢

3、量控制技术、直接转矩控制技术。特别针对直接转矩控制系统进行了matlab的仿真。最后介绍了无速度传感器速度观测技术发展，并详细介绍了一种交互式无速度传感器技术。第三章详细介绍了SPWM调速系统整个系统的CPLD设计，给出了设计思路、具体方案、逻辑时序分析；最后给出了软件仿真结果和实验波形对照。文中同样还给出了两种方法的SVPWM调速系统的CPLD设计结果，驱动电机，得到实验波形。通过三个转速开环系统，论证了CPLD在调速系统应用中的可行性和意义。第四章介绍了IP核的概念。给出了无速度传感器速度辨识IP核的详细设计方案及结果验证、比较。第

4、五章介绍了作者针对课题相关的一些内容设计出的IP核，给出实际实验结果等。论文最后，对本课题所做的工作进行了总结。作者针对CPLD在变频调速领域的应用，做了大量工作，论述了CPLD应用于该领域的意义，为进一步的研究打下了比较坚实的基础。同时，对本课题以后的研究任务进行了展望。十—刁。‘一致掩嘲：。掣!缈董肇毒嚣型踅矧吼誊＼乏葶rL’心j蜘?≯≯浙江大学硕士学位论文ABSTRACTThispaperaimsattherealizationofvariable-frequencyinductionmotorspeedmodulationsys

5、temsbasedonCPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)．Atthepresenttime，therearetwochoicesformotorcontrolIC．OneisMCU(Micro—ChipUnit)；theotherisDSP(DigitalSignalProcessor)．Asanalternativeforthesetwocommonmethods，CPLDhaveadvantagesofthehighfrequency，largescaleandthefeatureofISP(i

6、nsystemprogramming)，whichmakeiteasierandfastertodesigncontrolsystems．ThispapertakesadvantageofCPLDincontrollinginductionmotor．BasedonCPLD，wecannotonlycontrolmotor,butalsomakeuniversalIP(IntellectualProperty)appliedinMCU(orDSP)orusedasaddedperipherals．Thusinteriorresource

7、saresaved．Furthermore，CPLDdesignisthenecessarystepfortheverificationofASICdesign．Inthispaper,severalCPLDspeedmodulationcontrolsystemsandIParepresented．SomearedownloadedtoICtotestifyitsfunction，others，bysimulation．Inthefirstchapter,thegeneralsituationanddevelopingtendency

8、ofCPLDispresented．SeveralEDAtechnology—developingphasesareaswellintroduced．Finally,theadvantagesofCPLDi