基于ＦＰＧＡ的实时可编程高精度信号源设计

６结束语

所设计的高精度信号源将单片机、ＦＰＧＡ、信号

调理等技术进行了有机的结合．构建了一个闭环控

制自检系统，能提供正弦、方波、三角、锯齿及不规

则信号。利用ＵＳＢ总线技术。可实现计算机数据和

命令的实时下载．信号源功能均通过计算机发出命

令下传给硬件实现，具有实时可编程的优点。经实

验测量，信号源输出信号精度可达０．０１％．且信号

线形度和输出重复性较好，满足设计要求．运行良

好，性能稳定。

参考文献

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（上接第４２页）

３实验结果‘

被控对象电励磁同步电机参数：额定功率３００Ｗ。

额定电压１５０Ｖ，额定转速ｌ

５００

ｒ／ｒａｉｎ，极对数２．直

轴电感９２４．７ｍＨ。交轴电感６０４ｍＨ。定，转子互感

４５０ｍＨ，定子电阻１３．３Ｑ，转子电阻９．８Ｑ，定子漏感

０．１

Ｈ，转子励磁绕组自感４３２．４ｍＨ。交轴上阻尼绕组

与定子互感３１．２２２ｍＨ，直轴阻尼绕组自感３．５６ｍＨ．

直轴阻尼绕组电阻０．１５ｌＱ与直轴阻尼绕组励磁绕

组互感２８．３０８ｍＨ．直轴上阻尼绕组与定子互感

４２．３６ｍＨ，交轴阻尼绕组自感３．２ｍＨ，交轴阻尼绕组

电阻０．１４ｎ。图５示出实验波形。ｔｏ时刻，电机从

７５０ｒ／ｍｉｎ开始升速，至ｔ。时刻，转速达１

５００

ｒ／ｍｉｎ额

定转速，且从该时刻起，电机定子磁链开始弱磁。即

由恒转矩区的０．６１Ｗｂ开始减小。转矩给定由３

Ｎ・ｍ

开始随转速成反比减小。在ｔ：时刻，电机转速达

２０００

ｒ／ｍｉｎ，定子磁链幅值减小到０．４５Ｗｂ。从整个

速度上升过程可见，系统平稳地实现了弱磁过程。

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ｔ／（５０ｍｓ／格）

（ａ）给定速度＂ｃ和响应速度／，／，

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一

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÷ｔ／（５０ｍｓ／格）

（ｃ）定ｒ－磁链幅度％和转子电流ｉｒ

图５弱磁升速实验波形

图６是电机负载转矩为１．５Ｎ・ｍ下。系统分别

稳态运行于３００ｒ／ｍｉｎ和２

０００

ｒ／ｍｉｎ时的实验波形。

由图可见，无论是低速还是高速，定子磁链在相位上

均约滞后于定子电流９００。根据定子磁链与感应电

势的关系可知，定子电流与定子感应电势基本同相

位，电机的功率因数接近于ｌ。由于基本ＤＴＣ转矩

动较大，反映在转子电流上有一定的脉动。

１／（２５

ｍｓ／格）

（ａ）ｎ＝３００ｒ／ｍｉｎｌｊ，．ｔ％。．“波形

ｔ／（２５

ｍｓ／格ｌ

ｔ／（５ｍｓ／格）ｔ／（５ｍｓ／格）

（ｃ）ｎ＝２

０００

ｒ／ｒａｉｎ时％。，岛波形

（ｄ）”＝２

０００

ｒ／ｍｉｎ时ｉ，，矸波形

图６负载稳态实验波形

４结论

ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ型ＤＳＰ芯片具有电机驱动专

用接口模块，例如Ａ／Ｄ采样模块、ＰＷＭ模块及正交

接口模块等：ＴＭＳ３２０ＶＣ３３型ＤＳＰ芯片具有高速浮

点运算功能，其外围接口简单；双端口ＲＡＭ吞吐数

据大，可并行传送数据。结合上述３种芯片的优点设

计出一种适用丁二同步电机直接转矩控制的高性能控

制平台，并在该平台上实现了电励磁同步电动机直

接转矩控制。实验表明，该该硬件设计方案可行。

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