(3.238.250.105) 您好!臺灣時間:2021/04/20 05:54
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:陳耀南
研究生(外文):YaoNan Chen
論文名稱:以FPGA為基礎之感應馬達無量測器向量控制晶片研製
論文名稱(外文):Design and Implementation of FPGA-Based Sensorless Vector Control Chips for Induction Motors
指導教授:劉昌煥劉昌煥引用關係
指導教授(外文):ChangHuan Liu
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:無量測器向量控制
外文關鍵詞:Sensorless Vector Control
相關次數:
  • 被引用被引用:4
  • 點閱點閱:322
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:96
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文利用FPGA晶片分別製作感應馬達轉子磁通導向無量測器向量控制電路及定子磁通導向無量測器向量控制電路,以Altera公司之Quartus II進行VHDL程式設計。將無量測器向量控制法則分成數個獨立模組,先以單一模組為單位進行電路設計及驗證,再逐一組合成完整之無量測器向量控制電路。
在VHDL程式設計方面,將標么化後之數學方程式以16位元有號數定點(fixed-point)格式表示,利用此格式進行無量測器向量控制法則所有計算。在實驗方面,則將FPGA晶片與TI TMS320C32 DSP系統透過擴充介面相連接,形成一DSP-FPGA混合式系統。DSP系統主要負責參數與暫存器讀取及寫入、電流回授訊號以及PWM訊號之產生,FPGA則執行完整之無量測器向量控制法則。
實驗結果顯示以DSP-FPGA混合系統執行無量測器向量控制法則,可大幅縮減計算控制所需時間。所提控制架構對提升數位控制性能並將控制法則硬體化有很大助益。
This thesis utilizes FPGA to implement algorithms for both rotor-flux-oriented and stator-flux-oriented sensorless vector control. The algorithms are written in VHDL using Altera Quartus II, which are partitioned into several modules for separate circuit design and verifications and are then combined together into a complete sensorless vector control circuit.
To implement VHDL programs, the control algorithms are per unitized and are expressed in 16-bit signed fixed-point formats for execution. The FPGA is connected to a DSP through an expansion bus and, together, they form a hybrid control system. The DSP is responsible for parameter and register read/write, current feedback processing, and PWM signal generation, while the FPGA handles the execution of the complete sensorless vector control algorithms.
Experimental results confirm that the execution time of the sensorless vector control algorithms using the DSP-FPGA hybrid control system can be drastically reduced. The proposed control structure contributes to the advancement of digital control performance and control algorithm realization.
中文摘要 ......................................................i
英文摘要 .....................................................ii
誌 謝 ....................................................iii
目 錄 .....................................................iv
符號索引 .....................................................vi
圖表索引 ...................................................viii
第一章 緒論.............................................1
1.1 研究動機 .............................................1
1.2 研究目的 .............................................2
1.3 內容大綱 .............................................2
第二章 轉子磁通導向無量測器向量控制.....................4
2.1 簡介 .............................................4
2.2 轉子磁通導向無量測器向量控制數學模式..............4
2.3 轉子磁通導向無量測器向量控制數學模式標么化........9
第三章 定子磁通導向無量測器向量控制與VHDL程式發展.......14
3.1 簡介.............................................14
3.2 定子磁通導向無量測器向量控制標么化數學模式...........14
3.3 FPGA-Based定子磁通導向無量測器向量控制法則設計...18
3.3.1 PI控制器.........................................19
3.3.2 磁通估測器.......................................21
3.3.3 定子電阻估測器...................................23
3.3.4 無定子電阻項之磁通估測器...............................24
3.3.5 速度估測器.......................................25
3.3.6 滑差估測器.......................................25
3.3.7 電流解耦合模組...................................27
3.3.8 電壓解耦合模組...................................27
3.3.9 變頻器模組.......................................27
3.3.10 電氣角計算電路.........................................28
3.3.11 座標轉換.........................................33
第四章 DSP-FPGA 混合式系統設計..........................42
4.1 系統介紹.........................................42
4.2 DSP硬體介面......................................44
4.3 FPGA硬體介面.....................................46
4.4 電壓準位調適電路.................................48第五章 模擬與實驗.......................................56
5.1 簡介.............................................56
5.2 執行轉子磁通導向無量測器向量控制法則.............56
5.3 執行定子磁通導向無量測器向量控制法則.............63
第六章 結論與建議.......................................71
參考文獻......................................................72
附 錄......................................................74
作者簡介......................................................76
[1] F. Blaschke, “The principle of field orientation as applied to the new TRANSVECTOR closed loop control system for rotating field machines, ” Siemens Review, vol. 34, no. 5, pp.217-220, May 1972.
[2] H. Tajima and Y. Hori, “ Speed sensorless field-orientation control of the induction machine,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 29, no. 1, pp. 175-180, Jan./Feb. 1993.
[3] J. Holtz, “Speed estimation and sensorless control of AC drives,” in Conf. Rec. IEEE IECON’93, Maui, Hawaii, USA, vol.2, pp. 649-654, Nov. 1993.
[4]M. Tsuji, S. Chen, K. Izumi, and E. Yamada, “A sensorless vector control system for induction motor using q-axis flux with stator resistance identification,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 48, no. 1, pp. 185-194, Feb. 2001.
[5]胡念祖, “感應馬達向量控制穩定度分析,” 碩士論文, 國立台灣科技大學電機研究所, 民國92年6月.
[6]P. C. Krause, Analysis of Electric Machinery, McGraw-Hill, New York, 1987.
[7]H. Kubota and K. Matsuse, “Speed sensorless field oriented control of induction machines using flux observer,” in Proc. IEEE IECON’94, JAPAN, 1994, pp. 1611-1615.
[8]高旭佳, “向量控制感應馬達驅動系統電腦輔助設計,” 碩士論文, 國立台灣科技大學電機研究所, 民國88年5月.
[9]賴惠敏, “無量測器向量控制變頻器低轉速控制策略與調適,” 碩士論文, 國立台灣科技大學電機研究所, 1998年5月.
[10]王淳德, “交流感應機高頻注入無量測器向量控制器設計與調適,” 碩士論文, 國立台灣科技大學電機研究所, 2002年5月.
[11]C. Schauder, “Adaptive speed identification for vector control of induction motors without rotational transducers,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 28, no. 5, pp. 1054-1061, Sept./Oct. 1992.
[12]J. Holtz, “Sensorless vector control of induction motors at very low speed using a nonlinear inverter model and parameter identification” IEEE Trans. Ind. Appl., no. 4, vol. 38, pp. 1087-1095, July/August 2002.
[13]許榮吉, “轉子與定子磁通導向感應馬達無量測器向量控制晶片之設計與比較,” 碩士論文, 國立台灣科技大學電機研究所, 93年6月.
[14]陳世章, “以FPGA為基礎之感應馬達向量控制晶片研製,” 碩士論文, 國立台灣科技大學電機研究所, 92年6月.
[15]http://www.dspguru.com/comp.dsp/tricks/alg/fxdatan2.htm.
[16]K. Piromsopa, C. Aportewan, and P. Chongstitvatana, “An FPGA implementation of a fixed-point square root operation,” Int. Symposium on Communications and Information Technology, Thailand, Nov. 14-16, 2001, pp. 587-589.
[17]劉昌煥, 交流電機控制:向量控制與直接轉矩控制原理, 東華書局,台北市,1998年12月.
[18]微鋒自動科技股份有限公司, UTSD-100 SMART DRIVER 可程式單軸運動控制器參考手冊 V1.00, Aug. 2000.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊
 
系統版面圖檔 系統版面圖檔