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现代电子技术2024年第20期:永磁同步电机矢量控制专用集成电路的设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:唐俊龙;龚源浩;杨晟熙;喻华;

单位:长沙理工大学物理与电子科学学院;广东华芯微特集成电路有限公司;

摘要:针对软件矢量控制策略因响应慢、成本高而无法满足永磁同步电机(PMSM)领域控制新需求的问题,设计一种矢量控制专用集成电路(ASIC)。采用双闭环控制结构为基础设计芯片架构,使用VerilogHDL硬件描述语言设计矢量控制、坐标旋转数字计算(CORDIC)、电流采样接口、编码器接口和串口通信等模块,通过硬件架构实现并行加速。利用ModelSim平台仿真验证所设计电路的功能,以FPGA为核心搭建芯片物理验证平台,控制PMSM的电流与速度。结果表明:所设计的ASIC输出PWM信号达到12.2 kHz,双环频率分别达到12 kHz和8 kHz,具有快速动态响应与良好的稳态特性;且能够实现高性能、低成本、可移植的电机控制,在电机控制领域具有一定的应用价值。

关键词:永磁同步电机(PMSM);;矢量控制;;专用集成电路;;闭环控制;;CORDIC;;FPGA;;ModelSim验证