基于双dspfpga架构城轨列车电力牵引控制系统设计刁利军.pdf

《基于双dspfpga架构城轨列车电力牵引控制系统设计刁利军.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、-2014年1月电工技术学报Vol.29No.1第29卷第1期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJan.2014基于双DSP-FPGA架构的城轨列车电力牵引控制系统刁利军董侃赵雷廷王磊陈杰（北京交通大学电气工程学院北京100044）摘要牵引控制系统是城轨列车电力牵引系统的核心部件之一，是牵引系统强、弱电交互的中枢纽带。由于城轨列车控制系统接口丰富且逻辑算法复杂、通信任务繁重，简单的控制架构已不能满足要求，进而提出了一种基于双浮点数字信号处理器（Di

2、gitalSignalProcessor,DSP）和现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray,FPGA）的系统架构，充分利用DSP强大的数字信号处理能力和FPGA强大的高速并行处理能力。给出了基于任务类型的硬件架构和基于处理速率需求的软件架构设计模式，C/C++、高速硬件描述语言（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage,VHDL）及界面语言和相关支持软件用于实现所有牵引控制任务的调度管理和控制

3、。在地铁和轻轨列车电力牵引系统上的成功运用，验证了提出的牵引控制系统架构的可行性和合理性。关键词：城轨列车牵引控制DSPFPGA中图分类号：TM922.3DualDSPs-FPGAStructuredTractionControlSystemforUrbanRailTransitVehicleDiaoLijunDongKanZhaoLeitingWangLeiChenJie（BeijingJiaotongUniversityBeijing100044China）AbstractAsacritica

4、ltiebetweenpowerandelectronicsofelectricdrivesystemforurbanrailtransitvehicle,tractioncontrolsystemisoneofthemostimportantequipment.Itscharacteristicofrichinterfaces,complexlogicandcontrolalgorithm,andonerouscommunicationtasks,makesthesimplecontrolstr

5、ucturenotsuitable.AnewcontrolstructurebasedondualDSPsandFPGAisrepresentedinthispaper,whichfullymakeuseofthesignalprocessingabilityofDSPsandhighspeedparallelcalculationabilityofFPGA.Thehardwareandsoftwarestructuresarealsogiven,aswellasthedebugsoftwarea

6、ndlanguagesofC/C++,veryhighspeedintegratedcircuithardwaredescriptionlanguage(VHDL)andgraphiclanguages,thatcompletelyfinishthemulti-taskandmulti-ratecontrol.Therealsystemshavebeenfixedonthetractionsystemsofsubwayandlightrailvehicles,andtheperfectperfor

7、mancesvalidatethefeasibilityandrationality.Keywords：Urbanrailtransitvehicle,tractioncontrol,DSPs,FPGA.---国家“十一五”科技支撑计划重点资助项目（2006BAG02B00、2007BAA12B07）和国家“十二五”科技支撑计划资助项目（2011BAG01B05）。收稿日期2012-01-20改稿日期2013-02-16.---第29卷第1期刁利军等基于双DSP-FPGA架构的城轨列车电力牵引控制

8、系统175.---1引言随着我国城市化进程的加快，包括地铁、轻轨、有轨电车等方式的城市轨道交通（简称“城轨”）越来越便利了人们的出行，同时，城轨在节能、环保、土地综合利用、缓解交通阻塞等方面也具有明显的优势。我国城轨正处于快速发展时期，到2015年前后，全国将建设87条城市轨道交通线路、总里程2400多公里，总投资9886亿元[1]。城轨的快速发展，一方面为城轨产品提供了巨大的市场空间，另一方面，也给我国城轨相关企事业单位的科研工作者们提供了将自主创新成果投入应用的机会，提升了科研