基于fpga的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-07-03 14:28:37 本頁(yè)面
【正文】 設(shè)置為增減計(jì)數(shù)模式，增減計(jì)數(shù)控制使能端為1時(shí)增計(jì)數(shù)，為0時(shí)是減計(jì)數(shù)。通過外部接入的20MHz的頻率，經(jīng)過20分頻之后得到1MHz的頻率。此電路模塊主要完成功能：（1）NIOS軟核工作所需要的100MHz的頻率c0。和傳統(tǒng)的單片機(jī)相比，基于FPGA的NIOS軟核系統(tǒng)具有CPU外圍功能模塊可定制剪裁的優(yōu)勢(shì)，用戶只需根據(jù)項(xiàng)目的需要，添加自己所需要的外設(shè)，即可完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并且集成在一片芯片里邊。從而使FPGA具有良好的工作環(huán)境，正常輸出PWM波等。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。如圖5所示：圖5多功能功率橋、IGBT驅(qū)動(dòng)電路圖本模塊是多用橋的驅(qū)動(dòng)模塊主要由M57962L芯片構(gòu)成，如果M57962L的第十三管腳PWM輸入引腳為低電平時(shí)B1和E1產(chǎn)生15V的電壓驅(qū)使IGBT的導(dǎo)通，而當(dāng)PWM輸入為高電平時(shí)B1和E1產(chǎn)生9V的電壓驅(qū)使IGBT的關(guān)斷。JTAG電路是下載程序所必須的電路，在PC機(jī)上編寫好的程序，經(jīng)過編譯處理之后，生成相應(yīng)的可執(zhí)行文件，通過JTAG電路將文件下載到芯片內(nèi)部。圖 2 開發(fā)板頂層原理圖、FPGA電源電路電源電路是保證整個(gè)FPGA硬件系統(tǒng)正常工作的核心部件。功率變換器向SRM提供運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量，由蓄電池或交流電整流后得到的直流電供電；轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器負(fù)責(zé)位置信號(hào)的檢測(cè)是SRM同步運(yùn)行和系統(tǒng)控制的重要基礎(chǔ)。FPGA主控制器是系統(tǒng)的中樞，它綜合處理速度指令速度反饋信號(hào)及電流傳感器，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器的反饋信息電，流檢測(cè)器負(fù)責(zé)檢測(cè)實(shí)時(shí)電流，是SRM安全運(yùn)行的保障和系統(tǒng)閉環(huán)的基礎(chǔ)，以上各部分相輔相成 構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。沒有電源電路系統(tǒng)是無法工作的，本系統(tǒng)將交流電源經(jīng)過整流濾波之后到到直流電壓，使用三端穩(wěn)壓管，得到5V的直流電壓，供給FPGA硬件系統(tǒng)，保證開發(fā)板的正常工作。如圖4所示：圖 4 JTAG電路、功率橋模塊原理圖此模塊是由六個(gè)IGBT組成的多用橋，可以通過跳線連接成所需要的H橋，三相全橋，四相不對(duì)稱半橋等。從而能夠根據(jù)PWM的占空比來調(diào)整IGBT導(dǎo)通或關(guān)斷的時(shí)間，進(jìn)而能夠改變輸出的電流大小。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入和輸出的隔離的作用。如圖7所示，光電隔離電路主要是由6N137芯片完成光和電的隔離。這樣就可以大大縮減產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。通過引腳PIN_G2接外部輸入20MHz的晶振，經(jīng)過5倍頻之后得到100MHz的頻率c0接入NIOS的時(shí)鐘輸入端，保證系統(tǒng)能夠正常工作。圖10 鎖相環(huán)電路、PWM模塊的設(shè)計(jì)、PWM波形實(shí)現(xiàn)原理目前，采用FPGA產(chǎn)生PWM波形的方法很多，如上下計(jì)數(shù)法、存儲(chǔ)查表法等，本文采用技術(shù)比較的方法來實(shí)現(xiàn)PWM波形的產(chǎn)生，原理如所示。當(dāng)計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)器最大值1024時(shí)，輸出一個(gè)上升沿脈沖信號(hào)，輸入D觸發(fā)器，使其輸出狀態(tài)取反一次，從而有效地使計(jì)數(shù)器工作在增減計(jì)數(shù)模
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