本文關(guān)鍵詞：基于雙核DSP和FPGA的電力電子控制平臺(tái)開發(fā)

  更多相關(guān)文章： DSP FPGA ARM 控制系統(tǒng) 信號(hào)完整性

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,電力電子開關(guān)器件逐漸由傳統(tǒng)的硅器件轉(zhuǎn)向以碳化硅和氮化鎵為代表的寬禁帶器件。新一代寬禁帶器件具有優(yōu)異的開關(guān)特性,通常工作的開關(guān)頻率較高,這對(duì)電力電子控制平臺(tái)提出了更高的要求。其不僅要有較高的運(yùn)算速度和控制精度,還需要大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和高速通信,因此開發(fā)滿足新一代電力電子變換器控制需求的高性能電力電子控制平臺(tái)成為當(dāng)務(wù)之急。本文基于以上需求完成了控制平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì),采用DSP+FPGA作為控制平臺(tái)的硬件架構(gòu)。DSP采用TI公司專門為嵌入式控制設(shè)計(jì)的C2000系列的新成員F28M36,該芯片為DSP+ARM雙核架構(gòu),其中DSP內(nèi)核能很好的完成AD采樣、復(fù)雜算法運(yùn)算和PWM控制等功能,而ARM內(nèi)核可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外通信和中斷管理。FPGA選用Altera公司的MAX10系列,上電瞬間即可工作,負(fù)責(zé)完成對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高的邏輯判斷,硬件短路保護(hù)和復(fù)雜時(shí)序控制等功能。本控制平臺(tái)采用先進(jìn)的EDA軟件Cadence設(shè)計(jì),該軟件設(shè)計(jì)規(guī)則嚴(yán)謹(jǐn)、功能強(qiáng)大,其電路軟件仿真工具能夠?qū)Ω咚僖蕴W(wǎng)、SPI、SSI等高速信號(hào)進(jìn)行信號(hào)完整性分析,保證高速信號(hào)可靠工作,縮短平臺(tái)開發(fā)周期。本論文完成了控制平臺(tái)中DSP和ARM內(nèi)核以及FPGA的功能驗(yàn)證程序編寫,采用VC編寫了基于TCP/IP通訊的上位機(jī)程序,使得控制平臺(tái)可以與上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換,便于調(diào)試。最后,本論文對(duì)所設(shè)計(jì)的通用電力電子控制平臺(tái)的各項(xiàng)功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果表明控制平臺(tái)可以滿足當(dāng)前電力電子變換器對(duì)控制平臺(tái)的要求,工作可靠。
【關(guān)鍵詞】：DSP FPGA ARM 控制系統(tǒng) 信號(hào)完整性
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273;TM76;TM73
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 課題的背景及其重要意義11-12
• 1.2 控制平臺(tái)的架構(gòu)12-13
• 1.3 信號(hào)完整性分析13-14
• 1.4 主流PCB設(shè)計(jì)軟件及仿真工具比較14-15
• 1.5 本課題的主要工作和論文結(jié)構(gòu)安排15-17
• 2 電力電子控制平臺(tái)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)17-33
• 2.1 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 DSP控制芯片18-20
• 2.3 FPGA芯片20-21
• 2.4 供電電源模塊21-24
• 2.5 AD采樣調(diào)理電路24-26
• 2.6 電平轉(zhuǎn)換模塊26-27
• 2.7 通信接口模塊27-31
• 2.7.1 RS-232通訊27-28
• 2.7.2 CAN通訊28-29
• 2.7.3 I2C通信29-30
• 2.7.4 以太網(wǎng)通信30-31
• 2.8 本章小結(jié)31-33
• 3 信號(hào)完整性設(shè)計(jì)與仿真分析33-63
• 3.1 信號(hào)完整性仿真33-44
• 3.1.1 信號(hào)反射的概念與原理34-35
• 3.1.2 反射的計(jì)算35-36
• 3.1.3 解決反射問題的方法36-40
• 3.1.4 各種端接方案的仿真分析40-44
• 3.2 串?dāng)_分析與仿真44-52
• 3.2.1 串?dāng)_的概念與原理44-46
• 3.2.2 串?dāng)_仿真分析46-52
• 3.3 控制系統(tǒng)信號(hào)完整性仿真52-63
• 3.3.1 仿真前準(zhǔn)備52-54
• 3.3.2 關(guān)鍵信號(hào)仿真54-63
• 4 調(diào)試與應(yīng)用軟件開發(fā)63-73
• 4.1 上位機(jī)軟件開發(fā)63-66
• 4.1.1 上位機(jī)需求分析與實(shí)現(xiàn)方法63-64
• 4.1.2 上位機(jī)監(jiān)控軟件64-66
• 4.2 FPGA程序開發(fā)66-67
• 4.3 DSP程序開發(fā)67-69
• 4.4 基于LwIP的TCP/IP服務(wù)器程序開發(fā)69-71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 5 控制平臺(tái)實(shí)驗(yàn)與功能驗(yàn)證73-81
• 5.1 AD采樣模塊測(cè)試73-74
• 5.2 通信模塊測(cè)試74-75
• 5.3 PWM模塊測(cè)試75-76
• 5.4 Ethernet通信測(cè)試76-77
• 5.5 上位機(jī)測(cè)試77-78
• 5.6 本章小結(jié)78-81
• 6 總結(jié)與展望81-83
• 6.1 總結(jié)81
• 6.2 展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-85
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果85-89
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集89

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 夏光輝;余義德;宮建;;某型水下照明燈智能控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2008年15期

2 聶波;李紳龍;盧迪;;家居遠(yuǎn)程控制平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];伺服控制;2012年04期

3 劉洪騰;;雙下肢控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[J];天津理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

4 陳棣湘;潘孟春;羅飛路;;磁浮列車磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J];測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào);2008年01期

5 ;機(jī)器人收莊稼[J];工業(yè)設(shè)計(jì);2012年08期

6 師黎;微機(jī)過程控制平臺(tái)控制算法的開發(fā)[J];華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào);1997年04期

7 ;泰克公司推出業(yè)內(nèi)首個(gè)基于云的質(zhì)量控制平臺(tái)[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2013年09期

8 程鎮(zhèn)煌;;運(yùn)載火箭控制平臺(tái)的晃動(dòng)實(shí)驗(yàn)[J];強(qiáng)度與環(huán)境;1989年05期

9 賀熙穎,茍小龍,何祖威;PLC通用控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J];熱力發(fā)電;2004年02期

10 張穎芝;高健;;創(chuàng)建燃?xì)釶DA安全操作控制平臺(tái) 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)化精細(xì)化管理[J];城市燃?xì)?2009年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 李娜;馬增良;;先進(jìn)控制平臺(tái)中的腳本應(yīng)用[A];第25屆中國(guó)控制會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2006年

2 楊志;李太福;邵艷;鄧仁明;;復(fù)雜系統(tǒng)及其軟件控制平臺(tái)[A];工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用實(shí)踐——全國(guó)（第五屆）煉鋼、連鑄和軋鋼自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

3 黃堅(jiān);郁漢琪;;網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制平臺(tái)的研究與開發(fā)[A];江蘇省電工技術(shù)學(xué)會(huì)成立十周年慶典暨2004年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

4 郝為民;達(dá)世煉;周琰;;基于人機(jī)界面和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用能管控平臺(tái)研究與實(shí)踐[A];2011電力通信管理暨智能電網(wǎng)通信技術(shù)論壇論文集[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 本報(bào)記者 胡艷波 本報(bào)通訊員 沈利國(guó);流暢信息鏈讓安全有序可控[N];人民鐵道;2007年

2 南訊;提供一個(gè)集成化的運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)[N];中國(guó)包裝報(bào);2008年

3 張彤;實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2008年

4 Thomas Nolle;路由的魔力時(shí)代會(huì)終結(jié)嗎？[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2007年

5 通訊員 南聞;株洲所成功開發(fā)出新型簡(jiǎn)統(tǒng)化微機(jī)控制平臺(tái)[N];人民鐵道;2006年

6 張華磊;TOP電站熱工優(yōu)化控制平臺(tái)國(guó)際領(lǐng)先[N];中國(guó)電力報(bào);2014年

7 海燕;傲科網(wǎng)絡(luò)推出“新一代”多點(diǎn)控制平臺(tái)[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2000年

8 記者 杜蘭;機(jī)器人為水下橋墩做“體檢”[N];首都建設(shè)報(bào);2014年

9 郝巖;攜手惠普整合IT服務(wù)管理[N];中國(guó)保險(xiǎn)報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 胡海兵;電力電子集成系統(tǒng)中的數(shù)字控制平臺(tái)研究[D];浙江大學(xué);2007年

2 武洪恩;基于Windows的開放結(jié)構(gòu)控制平臺(tái)及應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2007年

3 任瑞;6D0F姿態(tài)控制平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡勁;鐵路安全生產(chǎn)過程控制平臺(tái)系統(tǒng)分析[D];西南交通大學(xué);2014年

2 陳亞斐;基于DSP和FPGA的電力電子數(shù)字控制平臺(tái)的研究[D];青島科技大學(xué);2016年

3 周其林;基于OPC的三位一體控制平臺(tái)在時(shí)變時(shí)滯系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2016年

4 黃偉;基于雙核DSP和FPGA的電力電子控制平臺(tái)開發(fā)[D];北京交通大學(xué);2016年

5 韋麗英;基于能量代謝的BMI控制平臺(tái)的研究和開發(fā)[D];山東大學(xué);2016年

6 聶新明;LED異型顯示屏控制平臺(tái)設(shè)計(jì)及其網(wǎng)絡(luò)可信度研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

7 張寶群;多通道高速采集系統(tǒng)控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年

8 葛立坤;通用型電力變換控制平臺(tái)開發(fā)及其在風(fēng)電實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[D];華北電力大學(xué);2015年

9 陳偉;網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器控制平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2013年

10 張達(dá);面向多終端協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)及業(yè)務(wù)技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：896034