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VLSI(Very Large Scale Integration)技术的飞速发展促进了控制系统的小型化或微型化,片上系统的实现已成为可能,以IP(InIellectual Property)芯核为标志的基于FPGA/CPLD的现代EDA设计技术逐渐成为复杂电路系统设计的主要方法之一,IP芯核也已成为知识经济的一个重要特征。
本论文探讨电机控制器集成化问题,以可编程片上系统(SOPC)为设计手段,以高度集成的大规模FPGA为基础,实现了电机变频调速驱动集成控制器。
为了完成该变频控制器集成化设计,我们首先研究了在SOP(:系统中用户自主设计IP芯核的基本方法和流程,按照SOPC系统开发流程搭建了相应的硬件平台,同时运用VHDL硬件描述语言实现了一个三相正弦脉宽调制变频触发IP核。为了保证系统的实时性,将实时操作系统μC/OS-Ⅱ引入到变频控制器中,利用实时操作系统对各功能模块进行任务管理以及消息传递。
为了验证本文所提出的集成化变频控制器的可行性,我们还搭建了一个测试平台,对原型系统进行了测试,测试结果表明其时序功能符合设计的要求;对所实现的变频控制器硬件平台进行了时序性能分析和优化。最后通过与传统电机控制器结构的比较,分析了基于可编程片上系统的电机控制器集成化的优点,指出基于SOPC系统的电机控制器的集成化研究和开发,必将对电机控制器控制性能实时性和体系结构开放性的研究和应用产生巨大而积极的影响。