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1、UPFC控制系统的SOPC设计第11卷第1期2007年1月电机与控制ELECTRICMACHINESANDCONTROLVo1.1lNo.1Jan.2oo7UPFC控制系统的SOPC设计李兰英,高俊锋(哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150080)摘要:针对统一潮流控制器(UPFC)的物理模型控制系统实现时要求频率跟踪电网,幅值和相位连续可调的关键技术问题,采用可编程片上系统(SOPC)的设计方法,给出了UPFC物理模型控制系统的SOPC解决方案.阐述了其软硬件设计思想和方法,利用Ahera公司的EDA开发工具Quar-
2、tusII,采用SPWM方法设计了一个基于Avalon总线接1:2的统一潮流控制器的IP核,给出了UPFCIP核的功能及其结构,对正弦波幅值和相位设置,正弦波寻址,数据查找及幅值计算等子模块进行了详细描述,并利用Simulator和嵌入式逻辑分析仪SignalTapII进行了仿真验证.UPFC的SOPC解决方案使其整体性能大幅度提高.关键词:统一潮流控制器;可编程片上系统;NiosII;IP核;正弦脉冲宽度调制中图分类号:TM76文献标识码:A文章编号:1007—449X(2007)01—0060—05ThedesignofUPFCco
3、ntrolsystembasedonSOPCLILan—ying,GAOJun—feng(SchoolofComputerScience&Technology,HarbinUniv.ofScienceandTechnology,Harbin150080,China)Abstract:AimingatthekeytechnologyofphysicalmodelimplementoftheUnifiedPowerFlowController(UPFC)whichrequirespowernetworktrackingof~eque
4、ncy,amplitudevalueandphasecontinuouslyregulated,byusingdesignmethodofSOPC,animplementofUPFCphysicalmodelispresented.Thede—signthoughtways,methodsofhardwareandsoftwareareproposed.ByusingAheraQuartusII,anIPcorebasedonAvalonbuswhichadoptsSPWMtechnologyisdesigned,thesystemar
5、chitectureanddetailde—signmethodofeverysub—moduleareintroducedwhichincludethesettingmoduleofsinwaveamplitudevalueandphase,sinwaveaddressingmodule,datasearchingandamplitudevaluecalculationmodule.TheeffectivenessoftheUPFCIPcoreisillustratedthroughsimulationofSimulatorandSi
6、gnalTapII.TheperformanceoftheUPFCbasedonSOPCimprovesgreatly.Keywords:UPFC;SOPC;NiosII;IPcore;SPWM1引言Ahera公司的32位NiosII嵌入式处理器软核概念的提出及SOPC的软硬件综合解决方案,彻底颠覆了传统的系统设计理念,从硬件和软件整体设计上将系统设计进行了极大的推动,使得系统的硬件电路更加简单有效,易于理解,软件设计变得轻松,移植性更强uJ.SOPC一般采用大容量FPGA作为载体,除了在一片FPGA中定制MCU处理器和DSP功能模块外
7、,还可以设计其他逻辑功能模块.Ahera提供的SOPCBuilder不仅可以创建和配置用户的NiosII,还可以添加自定义IP核(Intellectual收稿日期:2006—07—21;修订日期:2006一ll—l4基金项目:国家自然科学基金资助项目(59707006)作者简介:李兰英(1964一),女,副教授.硕士,主要研究方向为计算机控制和嵌入式系统;高俊锋(1979一),男,硕士研究生,主要研究方向为嵌入式系统.第1期UPFC控制系统的SOPC设计6lPropertyCore),这种设计方法的重要特点就是基于IP核设计,它不但可以
8、用硬件实现过去只能通过软件实现的一些算法,提高了运算处理速度,而且可以大大提高系统的集成度,可靠性,以及抗干扰能力.UPFC的物理模型控制性能的实现依赖于其控制系统,控制系统包含两部分,一是双桥协调控制,二
