高性能超声波电动机驱动电路研究

介绍了一种高性能超声波电动机驱动电路。采用直接数字频率合成(DDS)生成信号源,经两路搭载变压器的功率放大电路,将升压到一定幅值的两相正弦电压,用于超声波电动机的驱动与控制。实验证明,该驱动器可以实现高精度的调频、调幅、调相,具有良好的控制性能。     

双接触面行波型超声波电动机的研究

从理论上证明了圆环形行波超声波电动机振子双面驱动的可行性,设计、研制了双接触面旋转行波超声波电动机.对模型样机进行了实验测试,进一步验证了双驱动面的可行性.电机空载转速为130 r/min,双面接触时的驱动力矩是单面接触时的驱动力矩的1.6倍.     

基于BPNN的超声波电动机转速控制与实验研究

为改善行波型超声波电动机因强非线性问题引起的转速跟踪准确性低和控制平稳性差等问题,设计了基于BP神经网络(BPNN)超声波电动机转速控制算法,并对设计算法进行了仿真分析;通过超声波电动机实验系统证明了该控制算法的有效性。研究结果表明,基于BPNN的控制策略可实现超声波电动机快速响应和高精度速度跟踪,控制误差小于2 r/min。     

基于高精度PWM技术的超声波电动机控制

分析了传统PWM控制技术解决方案,即通过提高DSP系统工作时钟频率增加控制系统的工作频率点,提高速度控制精度,但提高有限.分析了高精度PWM控制技术解决方案,即通过DSP中HRPWM模块的MEP控制,增加控制系统的工作频率点,提高速度控制精度,即使在同一系统工作时钟频率,也能较大地提高超声波电动机调频调速控制精度,比采用传统PWM控制技术,能更有效地提高超声波电动机调频调速控制精度.实验结果验证了该控制技术的正确性和设计的有效性.该技术能满足精细速度控制要求,易于工程应用.     

基于Class-D功率放大的超声波电动机驱动方案

研究了一种基于有源滤波器和D类(Class-D)功率放大的新型高性能超声波电动机驱动方案。基于有源滤波器设计了频率、幅值、相位可调的正弦信号发生器,设计了基于Class-D功放的功率放大和匹配电路。通过匹配电路仿真分析验证了该方案的设计思想。在现有旋转行波超声波电动机上将所提方案与传统脉宽调制(PWM)逆变式驱动方案进行了对比实验,对两种驱动电路产生的波形进行了频谱分析。实验结果显示,与PWM逆变式驱动方案相比,基于有源滤波器和Class-D功率放大方案的驱动波形谐波分量较少,能量损耗较小,同时缩小了驱动器体积,有利于实现超声波电动机驱动器的小型化。     

多路精密超声波电动机驱动电源设计

超声波电动机驱动电源以直接数字频率合成技术为基础,通过FPGA输出8路PWM信号,再经隔离,2个全桥逆变电路和滤波电路,产生两路可精密调节幅值、频率和相位差的正弦驱动电压。电源驱动频率范围19.8~50 k Hz,频率分辨率为0.186 Hz;相位差调节范围0°~360°,相位分辨率最大为0.72°。该电源能为超声波电动机的控制提供保证。     

基于DSP的行波型超声波电动机控制系统研究

介绍了行波型超声波电动机的原理和控制特点,分析了3种控制策略:变频控制、变幅控制和变相控制。针对其中变频控制策略,提出了基于数字信号处理器(DSP)TMS320LF240的控制方法,给出试验电路。实验结果表明:该方法简单可靠、性能稳定、调速范围宽。     

超声波电动机驱动电源研究

根据行波超声波电动机的驱动原理,基于直接数字频率合成技术和移相控制技术研制了可以调频、调相和调幅的超声电源.最后经过实验验证表明:驱动频率范围15～150 kHz,频率分辨率为0.1 Hz;相位差调节范围0°～360°,相位分辨率0.18°;占空比控制范围0～100%.该电源能够提高超声波电动机工作质量,也为超声波电动机的精确控制提供保证.     

行波型超声波电动机定位控制系统

速度控制和定位控制是超声波电动机控制的难点,而定位控制又因其时常包含速度调节过程(即速度控制)成为研究热点.由于超声波电动机复杂的非线性关系,常规的控制方法根本不能满足其控制需求.本文设计了一种新型的超声波电动机定位控制系统,该系统结合了模糊与PID控制算法的优点,即首先采用模糊算法调节频率控制量的参数值,改变电机速度实现初步定位;其次在设定目标值附近切换成PID控制策略,通过调节两相输入电压的相位差使其精确定位.本系统通过模糊PID控制器分别实现对超声波电动机两相输入电压的频率和相位差进行控制,通过实验证明,模糊PID控制策略能有效的实现对行波型超声波电动机的定位控制,其定位精确性可以得到保证.     

基于CPLD的环型行波超声波电机驱动控制技术研究

以直径为30mm的环型行波超声波电机（RTWUSM）为例,设计了一种利用正弦波信号直接放大后驱动的RTWUSM驱动控制电源。电源采用DSP高速CPU控制系统,采用可编程逻辑器件（CPLD）和D/A组成的直接数字频率合成（DDS）电路来产生两相正弦波、双极性晶体管组成的线性功率放大电路和光电编码器采集的速度信号为反馈的速度闭环控制技术,利用DDS原理,通过D/A来调节输出的驱动信号的频率、相位和幅值,实现了RTWUSM的准确定位控制。驱动部分采用电源峰峰值跟踪和并联谐振技术,降低了驱动控制电源的损耗,提高了效率。通过对RTWUSM30的位置控制,证实了该驱动控制技术的可行和正确性,为进一步扩大环型行波超声波电机的应用奠定了基础。     

采用DSP和FPGA直驱阀用音圈电机驱动控制系统

针对直驱阀用音圈电机控制系统的性能要求,以及现有电机驱动控制器存在的不足,提出一种基于浮点数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的驱动控制器结构方案.根据系统驱动控制所需功能以及DSP和FPGA各自的特点,进行了功能划分.其中:DSP作为主处理器,主要负责完成上电自检、系统初始化、通讯、以及位置环计...     

基于FPGA新型位置预估算法的实现方案

提出一种新型位置预估算法,设计了适于在现场可编程门阵列FPGA上实现的全数字硬件实现方案,详细给出了各个模块的设计方法。仿真和实验结果表明了稳态时的位置精度较高。该方案解决了用DSP软件实现该算法的总体速度较慢、实时性差的缺点,完全能够满足高性能伺服驱动的要求,而且还可以与嵌入式处理器、其他功能模块或IP芯核等结合构成片上可编程系统。     

采用DSP和FPGA多电机速度伺服驱动控制平台

针对多电机速度伺服系统的需求,以及现有驱动控制器的不足,设计一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的驱动控制平台.采用浮点DSP作为主控制器,完成控制算法计算、接收控制指令、处理电机速度同步等功能;采用低成本FPGA作为从控制器,实现双口RAM、PWM发生、A/D采样控制和速度检测等功能.采用自...     

基于DSP和FPGA的LVDS高速串行通信方案设计

电力电子驱动装置在电力系统中运用比较广泛,而在电力电子驱动装置控制系统设计过程中,因为既要对数据进行高速运算,又要对高频信号进行快速处理,因此,控制器通常都采用DSP和FPGA这样的组合框架。在设计过程中,DSP和FPGA 的通信问题一直是一个重点研究问题。提出了一种应用SPI协议的串口通信方案,,利用LVDS线路驱动器／接收器实现DSP（ TMFS28335）中内置的SPI模块和多个FPGA（XC6SLX9）上配置的SelectIO差分IO模块进行高速串行通信,并通过实验验证了该方案可以正确实现DSP与FPGA之间的串行通信,并具有通信速度高,抗干扰能力强,DSP和FPGA可以分离较远距离等优点。     

基于FPGA和DSP的高性能伺服控制器设计

针对高性能伺服控制器对复杂的控制算法以及较小延时的需求,研究了一种基于FPGA和DSP的高性能伺服控制器设计方法。FPGA完成电流环、坐标变换、空间脉宽矢量调制、电流位置读取,DSP则负责速度环、位置环和上位机通信,使系统既能实现复杂的控制算法,又能将延时控制到最小,从而保证控制器的最佳性能。此外,详细介绍了两者之间的通信方式以及三环控制器设计。试验数据结果表明,伺服控制器速度环带宽能达到100 Hz,额定转速下稳速精度在1 r/min以内,定位精度能达到0.02°,证实了该控制器结构的实效性。     

一种基于DSP与FPGA的多路微特电机控制系统

设计了一种新型多路直流微特电机控制系统,用FPGA对多路直流电机的速度和位置编码实现硬件解调,DSP以读取外部数据方式读取各路电机速度,并进行PID控制。该方法设计简单,性能可靠,系统可以根据不同电机的工作特性设置采样时间,使得测速更加准确。在实际应用中,具有响应时间短、控制精度高等特点,适用于机器人足球赛等多路直流微特电机同时工作的场合。     

基于FPGA和DSP的双CPU交流位置伺服系统

设计了一套基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)和现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)的双CPU永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)位置伺服系统;重点介绍了位置伺服系统的结构及软硬件设计方案.实验结果表明,软硬件设计合理,实时性好,控制精度高,有较好的动态性能.同时这种交流伺服方案,性能优越,设计简单,编程任务小,开发周期短,在其他交流伺服控制系统也具有很好的推广价值.     

基于DSP、FPGA和单片机的大尺寸激光数控加工系统的软硬件设计

为了满足大尺寸激光加工的精度和速度要求,本文设计了以DSP、FPGA和单片机为核心的数控系统.系统使用单片机控制人机界面、使用DSP对加工数据进行处理并由FPGA输出加工信号,从硬件上保证了系统的高速运算和精密加工.此外系统将加工数据保存于非易失性存储器中,使得系统拥有脱机加工的能力.通过对以DSP和FPGA为核心的加工控制部分的软、硬件进行优化,该系统达到了设计目标并取得了令人满意的加工效果.     

基于DSP和FPGA的光伏并网控制器设计与实现

提出一种DSP和现场可编程门阵列(FPGA)双CPU结构的新型单相光伏并网控制方案.DSP负责基于压频转换器的高精度数据采集、最大功率点跟踪算法和电压控制环.并将计算出的最大功率点跟踪电流通过串行外围设备接口(SPI)通信方式传送给FPGA:FPGA负责新型电网电压数字锁相环算法、电流环无差拍控制和正弦脉宽调制(SPW...     

基于DSP+FPGA视频图像采集处理系统的设计

针对图像采集与处理的应用要求,提出了基于双核DSP搭配FPGA的构架设计,DSP作为主处理器,通过其专用的PPI视频接口配合DMA控制器控制视频图像的采集、存储,并完成目标识别;FPGA作为协处理器,完成图像预处理中的累乘加运算并且为DSP提供部分寄存器扩展。阐述了系统的工作原理及各功能模块的构成,设计了图像采集处理系统,实现了视频图像的实时采集与处理。实验结果表明:系统可对25frames/s、16bit、720×576像素的视频图像进行采集与处理,具有良好的实时性。