基于DSP+FPGA的飞轮储能用磁悬浮轴承控制器的设计

摘要

飞轮储能作为一种重要的储能方式，具有储能密度大、效率高、响应快的优点。本文以实验室所设计的飞轮储能样机为被控对象，旨在设计出能够用于样机的磁悬浮轴承控制器。在分析了基本结构和工作原理的基础上，利用DSP的计算能力和FPGA的并行处理能力，实现了基于DSP和FPGA主从设计的控制器。本文从硬件设计、软件编程、系统调试三个方面介绍了研究内容。 硬件设计部分根据系统的性能要求，选择了各个功能模块的核心器件，设计了原理图，绘制了对应的PCB板。 软件编程主要包括基于C语言的DSP程序和基于Verilog语言的FPGA程序，涉及PID算法、EDMA通讯、AD采样控制、PWM输出。 系统调试部分首先对磁悬浮轴承建立了数学模型，利用Simulink对所设计的PID控制器进行了仿真验证并整定PID控制参数；调试了系统各个基础模块的功能；测试了采样模块的实际性能，分析了采样理论极限值与实际极限值存在差距的原因；最后进行轴向悬浮控制实验，实现了飞轮转子轴向的稳定悬浮。

目录

第一个书签之前