基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)的直流電機(jī)速度控制系統(tǒng).doc
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基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)的直流電機(jī)速度控制系統(tǒng),25037字,46頁(yè)摘要目前,電機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,由此凸現(xiàn)了電機(jī)控制的重要性。論文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)的直流電機(jī)速度控制系統(tǒng)。文章從定子部分、轉(zhuǎn)子部分介紹了直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu);分析了直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)各自的工作原理及其工作特點(diǎn),總結(jié)了直流電機(jī)的一般工作原理;從直流電機(jī)的起動(dòng)、轉(zhuǎn)向...
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25037字,46頁(yè)
摘要
目前,電機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,由此凸現(xiàn)了電機(jī)控制的重要性。論文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的直流電機(jī)速度控制系統(tǒng)。文章從定子部分、轉(zhuǎn)子部分介紹了直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu);分析了直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)各自的工作原理及其工作特點(diǎn),總結(jié)了直流電機(jī)的一般工作原理;從直流電機(jī)的起動(dòng)、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速描述了電機(jī)的調(diào)速控制原理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)以FPGA最小系統(tǒng)作主控制部分,通過(guò)控制調(diào)節(jié)脈沖占空比的大小改變輸出電壓的大小,從而達(dá)到控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速的目的;其受控部分包括按鍵輸入電路、LED數(shù)碼管顯示電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路、速度檢測(cè)電路,并分析了的各組成單元電路的作用及特點(diǎn),通過(guò)Quartus II軟件進(jìn)行系統(tǒng)的功能仿真。
關(guān)鍵詞:FPGA;直流電機(jī);電機(jī)控制;PWM
ABSTRACT
At present ,the application in the control system of electrical machinery is more and more extensively , and has protrudingly appeared the importance of electrical machinery control from this . This design designed one baseds on the DC-motor speed control system of field programmable gate array ( FPGA ) . This text reaches other parts and has introduced the basic structure of current-motor from stator part and rotor part .Has analysed direct current motive and direct current electric generator respectively work principle and his work characteristic , and has summed up the general work principle , use and his the most excellent shortcoming of current-motor Starting and turns to and has rotated speed from the current-motor has been described the accent of electrical machinery and has fastly controlled the principle . The system design is decided and is controlled the part with FPGA's minimal system , By way of control adjusts the pulse occupies to empty than the dimension of big or small change output voltage , thus achieves the purpose of the rotational speed of control current-motor current-motor. His is received the accuse part to include key input circuit,LED's nixie light display circuit,PWM drive circuit and the speed checkout module .The various effect and the characteristic to form the cell circuit of part of analytic system of system design , and the merit ability that this design was realized has been narrated by way of Quartus II's program simulation .
Keyword : FPGA ;DC-motor ;motor-control ;PWM
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 緒論 1
第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3
2.1 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 3
2.2 直流電機(jī)的控制 6
2.3 系統(tǒng)功能要求 7
2.4 方案論證與比較 8
第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 12
3.1 按鍵輸入電路設(shè)計(jì) 12
3.2 FPGA主控制電路 12
3.3 LED顯示控制電路設(shè)計(jì) 12
3.4 PWM驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 14
3.5 速度檢測(cè)電路 16
3.6 總電路原理圖 17
第4章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 19
4.1 開發(fā)軟件及編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介 19
4.2 主控部分功能要求 19
4.3 主控部分程序設(shè)計(jì) 19
4.4 程序設(shè)計(jì)及其仿真圖 21
第5章 總結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 34
附錄1(程序清單) 35
附錄2(總硬件電路圖) 46
參考文獻(xiàn)
[1] 林明權(quán).VHDL數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)范例[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.166-183
[2] 潘松,黃繼業(yè).EDA技術(shù)實(shí)用教程[M].北京:科學(xué)出版社,2006.64-305
[3] 金西.VHDL與復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2002.150-261
[4] 姜立東.VHDL語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2000.140-220
[5] 侯伯亨,顧新.VHDL硬件描述語(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)[M].
西安科技大學(xué)出版社.2001.150-200
[6] 徐志軍,徐光輝,章小麗.CPLD系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)入門與應(yīng)用[M].
北京:電子工業(yè)出版.2002.20-30
[7] 劉明業(yè).集成電路/計(jì)算機(jī)硬件描述語(yǔ)言VHDL高等教程[M].
北京:清華大學(xué)出版社.2003年3月.200-260
[8] 王小軍.VHDL簡(jiǎn)明教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,1997.80-120
[9] 曾繁泰,陳美金.VHDL程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2000.210-230
[10] 趙雅興.FPGA原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].天津:天津大學(xué)出版社,1999.250-300
[11] 孟憲元.可編程ASIC集成數(shù)字系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,1998.5-30
[12] 潘松,王國(guó)棟.VHDL實(shí)用教程[M].成都:電子科技大學(xué)出版社.2000.260-310
[13] 甘歷.VHDL應(yīng)用與開發(fā)實(shí)踐[M].北京:科學(xué)出版社.2003.200-230
[14] Stefan Sjoholm, Lennart Lindh著,邊計(jì)年,薛宏熙等譯.VHDL設(shè)計(jì)電子線路[M].北京: 清華大學(xué)出版社.2000.100-123
[15] 高書莉,羅朝霞.可編程邏輯技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社.2001.60-80
[16] 盧毅,賴杰.VHDL與數(shù)字電路設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2001.180-260
[17] 黃智偉,王彥.FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2004.251-270
[18] 李發(fā)海,朱東起.電機(jī)學(xué)[M]. 北京:科學(xué)出版社,2001.83-148
[19] 張曉青. 直流電動(dòng)機(jī)數(shù)字PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)[N].北京機(jī)械工業(yè)學(xué)報(bào),2000.1-3
[20] 林敏.工業(yè)設(shè)備中LED顯示和鍵盤掃描設(shè)計(jì)[N].今日電子.2003.4-6
摘要
目前,電機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,由此凸現(xiàn)了電機(jī)控制的重要性。論文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的直流電機(jī)速度控制系統(tǒng)。文章從定子部分、轉(zhuǎn)子部分介紹了直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu);分析了直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)各自的工作原理及其工作特點(diǎn),總結(jié)了直流電機(jī)的一般工作原理;從直流電機(jī)的起動(dòng)、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速描述了電機(jī)的調(diào)速控制原理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)以FPGA最小系統(tǒng)作主控制部分,通過(guò)控制調(diào)節(jié)脈沖占空比的大小改變輸出電壓的大小,從而達(dá)到控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速的目的;其受控部分包括按鍵輸入電路、LED數(shù)碼管顯示電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路、速度檢測(cè)電路,并分析了的各組成單元電路的作用及特點(diǎn),通過(guò)Quartus II軟件進(jìn)行系統(tǒng)的功能仿真。
關(guān)鍵詞:FPGA;直流電機(jī);電機(jī)控制;PWM
ABSTRACT
At present ,the application in the control system of electrical machinery is more and more extensively , and has protrudingly appeared the importance of electrical machinery control from this . This design designed one baseds on the DC-motor speed control system of field programmable gate array ( FPGA ) . This text reaches other parts and has introduced the basic structure of current-motor from stator part and rotor part .Has analysed direct current motive and direct current electric generator respectively work principle and his work characteristic , and has summed up the general work principle , use and his the most excellent shortcoming of current-motor Starting and turns to and has rotated speed from the current-motor has been described the accent of electrical machinery and has fastly controlled the principle . The system design is decided and is controlled the part with FPGA's minimal system , By way of control adjusts the pulse occupies to empty than the dimension of big or small change output voltage , thus achieves the purpose of the rotational speed of control current-motor current-motor. His is received the accuse part to include key input circuit,LED's nixie light display circuit,PWM drive circuit and the speed checkout module .The various effect and the characteristic to form the cell circuit of part of analytic system of system design , and the merit ability that this design was realized has been narrated by way of Quartus II's program simulation .
Keyword : FPGA ;DC-motor ;motor-control ;PWM
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 緒論 1
第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3
2.1 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 3
2.2 直流電機(jī)的控制 6
2.3 系統(tǒng)功能要求 7
2.4 方案論證與比較 8
第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 12
3.1 按鍵輸入電路設(shè)計(jì) 12
3.2 FPGA主控制電路 12
3.3 LED顯示控制電路設(shè)計(jì) 12
3.4 PWM驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 14
3.5 速度檢測(cè)電路 16
3.6 總電路原理圖 17
第4章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 19
4.1 開發(fā)軟件及編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介 19
4.2 主控部分功能要求 19
4.3 主控部分程序設(shè)計(jì) 19
4.4 程序設(shè)計(jì)及其仿真圖 21
第5章 總結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 34
附錄1(程序清單) 35
附錄2(總硬件電路圖) 46
參考文獻(xiàn)
[1] 林明權(quán).VHDL數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)范例[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.166-183
[2] 潘松,黃繼業(yè).EDA技術(shù)實(shí)用教程[M].北京:科學(xué)出版社,2006.64-305
[3] 金西.VHDL與復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2002.150-261
[4] 姜立東.VHDL語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2000.140-220
[5] 侯伯亨,顧新.VHDL硬件描述語(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)[M].
西安科技大學(xué)出版社.2001.150-200
[6] 徐志軍,徐光輝,章小麗.CPLD系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)入門與應(yīng)用[M].
北京:電子工業(yè)出版.2002.20-30
[7] 劉明業(yè).集成電路/計(jì)算機(jī)硬件描述語(yǔ)言VHDL高等教程[M].
北京:清華大學(xué)出版社.2003年3月.200-260
[8] 王小軍.VHDL簡(jiǎn)明教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,1997.80-120
[9] 曾繁泰,陳美金.VHDL程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2000.210-230
[10] 趙雅興.FPGA原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].天津:天津大學(xué)出版社,1999.250-300
[11] 孟憲元.可編程ASIC集成數(shù)字系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,1998.5-30
[12] 潘松,王國(guó)棟.VHDL實(shí)用教程[M].成都:電子科技大學(xué)出版社.2000.260-310
[13] 甘歷.VHDL應(yīng)用與開發(fā)實(shí)踐[M].北京:科學(xué)出版社.2003.200-230
[14] Stefan Sjoholm, Lennart Lindh著,邊計(jì)年,薛宏熙等譯.VHDL設(shè)計(jì)電子線路[M].北京: 清華大學(xué)出版社.2000.100-123
[15] 高書莉,羅朝霞.可編程邏輯技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社.2001.60-80
[16] 盧毅,賴杰.VHDL與數(shù)字電路設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2001.180-260
[17] 黃智偉,王彥.FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2004.251-270
[18] 李發(fā)海,朱東起.電機(jī)學(xué)[M]. 北京:科學(xué)出版社,2001.83-148
[19] 張曉青. 直流電動(dòng)機(jī)數(shù)字PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)[N].北京機(jī)械工業(yè)學(xué)報(bào),2000.1-3
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