基于SOPC的电力电子控制技术研究

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要摘要本文提出了一种基于SOPC实现电力电子控制技术的方法。文中首先对电力电子控制技术中的正弦脉宽调制(SPWM)相关内容进行研究，在深入研究SPWM控制原理、各种SPWM的实现算法的基础上，给出本文SPWM的实现方法。具体介绍了SOPC系统的设计与实现方法。本方法通过DSPBuilder实现算法控制模块，使用嵌入式系统处理器NiosII作为核心控制电路，利用FPGA中的可编程逻辑资源和IP软核设计了该嵌入式系统处理器的接口功能模块。借助于Avalon总线，实现k了对用户自

2、定义外设组件、LCD显示器、键盘等硬件的控制。最后阐述了系统的整体设计框架和各个模块的具体电路设计。本设计方法使用Altera公司的FPGACycloneEPlCl2Q240C8进行功能验证，仿真结果表明该方法可以有效地实现对频率和幅值的控制。关键词：可编程片上系统，正弦脉宽调制，NiosII，Avalon总线ABSTRACTAmethodofpowercontroltechnologybasedonSOPCwasproposedinthispaper．Firstly,relevantcontent

3、sofSPWMincontroltechnologyofpowerelectronicswerestudied．ThenthenewrealizationmethodofSPWMwasproposedonthebasicofstudiesofcontrolprinciplesandrealizationalgorithmsofSPWM．Next，designandimplementationmethodsofSOPCsystemweredescribedindetail．Inthisdesignth

4、eory,algorithmofcontrolmoduleWasgeneratedbyusingDSPBuilder,theembeddedprocessorNiosIIactedasacontrolunitandfunctionalinterfacemodulewasdesignedusingprogrammablelogicresourcesandIPsoftcoreinsideofFPGA．User-definedperipheralcomponents，LCDmonitors，keyboar

5、dsandotherhardwarewerecontrolledthroughtheAvalonbus．Finally,frameworkoftheoveralldesignanddesigningofeachmodulewerediscussed，thisdesignmethodwasverifiedusingCycloneEP1C12Q240C8，onetypeFPGAofAlteracorporation．Theefficiencyofcontrolinfrequencyandcanbecon

6、firmedsimulationresults．tamplitudebyZhangYing(CircuitsandSystems)’Directedbyprof．XieZhiyuanKEYWORDS：SOPC，SPWM，NIOSII，AVALONBUStr●，#凡●：：良留，，j华北电力大学硕士学位论文目录目录中文摘要英文摘要第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1课题研究的背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2SOPC技术的应用现状与发展方向⋯⋯．‘

7、．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‘⋯21．2．1各种嵌入式处理器的比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．2．2SOPC技术应用现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．3电力电子控制技术的发展概述及研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．3．1电力电子控制技术的发展概述．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41．3．2电力电子控制技术的研究现状⋯⋯⋯⋯．．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯51．4论文的主要内容及结构安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯’⋯⋯⋯6第二章电力电子控制的理论研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。72．1脉宽调制(PWM)控制技术⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．72．2正弦脉宽调制技术的基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯．72．2．1正弦脉宽调制的采样算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82．2．2正弦脉宽调制(SPWM)的调制方法⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．102．2．3正弦脉宽调制(SPWM)的控制模式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯122．3脉宽调制技术实现的方法对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．4SOPC方案的优势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．142．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯．i⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯