基于SOPC的高精度扫描控制技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 吴恒 |
| 答辩日期 | 2010-01-20 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈桂林 |
| 关键词 | 交流永磁同步电机 Sopc 混合矢量svpwm Cordic 运动控制 Microblaze Fpga |
| 学位专业 | 电路与系统 |
| 英文摘要 | 当前空间遥感技术正朝着大视场、高分辨率的方向发展。在面阵成像器件尚未达到要求的今天，光学机械扫描仍是主要成像手段，对扫描控制技术研究以提高成像质量仍然是卫星遥感领域的关键技术之一。而目前扫描控制技术的核心归结于对PMSM（交流永磁同步电机）的控制，它的复杂控制算法让大多数传统的数字信号处理芯片捉襟见肘，业界迫切需要一种行之有效的PMSM控制器以提高精度和可靠性，SOPC技术的出现让这一切变成可能。本文作者全面研究了PMSM控制器的原理、算法、软件和硬件，设计了一款基于SOPC技术的PMSM控制器。它的主要逻辑部分都在一块大规模FPGA芯片上。实验表明：它取得了可以和数字信号处理芯片相媲美的控制精度，使用FPGA取代数字信号处理芯片设计PMSM控制器的是可行的。作者首先从PMSM的基础理论和算法开始，详细分析了PMSM的矢量控制原理，提出了采用混合矢量SVPWM的方案，并用实验证明它是可行的。混合矢量SVPWM避免了功率开关中的死区现象，可以减小电流环中的波形畸变，提高电流环的性能，对于大容量的PMSM控制器有着重要的意义。作者还从SOPC系统的特点出发，成功地将CORDIC处理机融合到PMSM控制器中，为PMSM控制器提供了实时高精度运算得到正弦函数、平方根函数和反正切函数的能力，改变了传统PMSM的算法方案，使得控制器对电流矢量的控制能力更加精细，提高了电流环的运算精度和速度。论文还叙述了作者运用SOPC技术设计一款PMSM运动控制专用的双MicroBlaze核对称架构的数字信号处理系统，它们是32位CPU系统，拥有运动控制算法专用的协处理器，支持硬件浮点运算,支持C语言编程。实践证明了它比传统的电机控制数字信号处理芯片有更高的性能，成为了一个PMSM运动控制算法的通用测试平台。从实验结果来看，基于SOPC的控制器方案更适合做高精度扫描运动控制。它有强大的32位CPU核以执行控制算法，可以用极高的并行度来适应最复杂的运算，可以把大多数外部逻辑集成到芯片内部，更天然地提供了硬件粘合逻辑，方便的外部部件的接口。它为扫描控制器实现开辟了新的道路。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-08-22 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4824]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴恒. 基于SOPC的高精度扫描控制技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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