基于FPGA的主动电磁轴承控制系统设计
| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 目录 | 第7-10页 |
| 第1章 绪论 | 第10-15页 |
| ·电磁轴承概述 | 第10-11页 |
| ·电磁轴承的发展历程 | 第11-12页 |
| ·主动电磁轴承的发展趋势 | 第12-13页 |
| ·主动电磁轴承对控制系统的要求 | 第13页 |
| ·课题研究的目的及意义 | 第13-14页 |
| ·论文的主要内容与创新点 | 第14-15页 |
| 第2章 电磁轴承系统的数学模型 | 第15-29页 |
| ·电磁轴承的组成 | 第15-16页 |
| ·电磁轴承工作原理 | 第15页 |
| ·主动电磁轴承的结构 | 第15-16页 |
| ·电磁轴承的数学模型 | 第16-23页 |
| ·力学方程的建立 | 第17-20页 |
| ·电学方程的建立 | 第20-22页 |
| ·数学模型的建立 | 第22-23页 |
| ·系统的传递函数 | 第23-25页 |
| ·单自由度电磁轴承系统仿真 | 第25-28页 |
| ·系统仿真试验 | 第25-27页 |
| ·PID控制器Kp、Ti和Td三个参数的调整 | 第27-28页 |
| ·控制系统结构 | 第28页 |
| ·本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 电磁轴承控制系统的硬件设计 | 第29-39页 |
| ·FPGA芯片的特点 | 第29-31页 |
| ·FPGA芯片的选型 | 第31-32页 |
| ·FPGA编程与配置 | 第32-34页 |
| ·电源电路、外部时钟电路及复位电路 | 第34-35页 |
| ·A/D采样通道设计 | 第35-36页 |
| ·传感器的安装 | 第36-38页 |
| ·串行接口 | 第38页 |
| ·本章小结 | 第38-39页 |
| 第4章 数字控制器模块的FPGA实现 | 第39-79页 |
| ·PID控制算法 | 第39-42页 |
| ·PID控制策略 | 第40-41页 |
| ·数字PID控制算法 | 第41-42页 |
| ·PID模块FPGA实现 | 第42-49页 |
| ·PID模块总体设计框图 | 第42-44页 |
| ·取反求补单元设计 | 第44-45页 |
| ·比例单元设计 | 第45-46页 |
| ·积分单元设计 | 第46-47页 |
| ·微分单元设计 | 第47-48页 |
| ·PID顶层模块设计 | 第48-49页 |
| ·开关功率放大器 | 第49-55页 |
| ·开关功率放大器的特点 | 第50-52页 |
| ·开关功放的实现方式 | 第52-53页 |
| ·三电平开关功率放大器原理 | 第53-55页 |
| ·开关功放控制模块的FPGA实现 | 第55-60页 |
| ·开关功放控制模块总体结构设计 | 第55-57页 |
| ·PWM发生单元设计 | 第57-58页 |
| ·控制信号产生单元设计 | 第58-59页 |
| ·功放控制模块顶层设计 | 第59-60页 |
| ·数字接口模块设计 | 第60-70页 |
| ·数据帧格式 | 第60页 |
| ·波特率发生模块 | 第60-61页 |
| ·接收模块 | 第61-64页 |
| ·发送模块 | 第64-66页 |
| ·双口RAM单元设计 | 第66-68页 |
| ·数字接口模块顶层设计 | 第68-70页 |
| ·A/D控制模块设计 | 第70-75页 |
| ·FIFO单元设计 | 第71-72页 |
| ·控制单元设计 | 第72-73页 |
| ·A/D控制模块顶层设计 | 第73-75页 |
| ·时钟管理模块(PLL) | 第75-78页 |
| ·本章小结 | 第78-79页 |
| 第5章 系统调试与试验 | 第79-84页 |
| ·调试方案 | 第79页 |
| ·硬件调试 | 第79-80页 |
| ·三电平开关功放性能测试 | 第80-82页 |
| ·电磁轴承控制系统悬浮试验 | 第82-83页 |
| ·本章小结 | 第83-84页 |
| 结论 | 第84-85页 |
| 参考文献 | 第85-88页 |
| 致谢 | 第88-89页 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文目录 | 第89页 |
