网络化的电力电子通用数字平台设计

论文摘要

数字控制在电力电子装置中得到了日益广泛的应用。为了加快电力电子装置的研制开发,提高效率和缩短开发周期,本文实现了一个网络化的电力电子通用数字平台。硬件方面,平台以数字信号处理器TMS320F2812为核心,外扩了FPGA、以太网通信接口、光纤接口、USB和CAN总线等常用外设。软件方面,首先研究了TMS320F2812开发中使用C语言编程的一些问题;接着实现了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和嵌入式TCP/IP协议栈μIP在平台上的移植;然后开发了一些电力电子中常用的FPGA IP核,包括PWM波发生器IP核、三电平逆变器IP核、正交编码IP核和逆变器通讯IP核等。最后文章给出了平台在实际工程中的一些应用实例。本控制平台为从事电力电子研究的人员提供了通用的软、硬件开发平台,具有很大的实际意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题的背景与意义
• 1.2 课题研究的主要内容
• 第2章 通用数字平台的硬件设计
• 2.1 通用数字平台的硬件结构
• 2.2 通用数字平台的硬件功能实现
• 2.2.1 供电电路设计
• 2.2.2 复位电路设计
• 2.2.3 以太网通信接口电路设计
• 2.2.4 USB通信接口电路设计
• 2.2.5 光纤通信模块电路设计
• 2.2.6 其他电路设计
• 2.3 通用数字平台的PCB设计
• 第3章 DSPTMS320F281X软件开发研究
• 3.1 TMS320F281X中使用C语言编程的研究
• 3.1.1 TMS320F281X C语言程序开发流程
• 3.1.2 TMS320F281X C语言中的数据类型
• 3.1.3 TMS320F281X编译器的存储器模型
• 3.1.4 TMS320F281X链接命令文件编写
• 3.1.5 C语言中中断函数的使用
• 3.2 实时操作系统μC/OSⅡ在TMS320F281X中的应用
• 3.2.1 μC/OS-Ⅱ简介
• 3.2.2 μC/OS-Ⅱ在TMS320F2812上的移植
• 3.2.3 基于μC/OS-Ⅱ的DSP程序开发
• 3.2.4 μC/OS-Ⅱ的性能测试
• 3.3 通用数字平台以太网通信的实现
• 3.3.1 以太网通信技术简介
• 3.3.2 TCP/IP协议栈的移植
• 3.3.3 TCP/IP协议栈的应用
• 第4章 通用数字平台中FPGA的应用研究
• 4.1 FPGA简介
• 4.2 常用FPGA IP核开发
• 4.2.1 DSP与FPGA接口IP核
• 4.2.2 PWM波发生器IP核
• 4.2.3 三电平逆变器IP核
• 4.2.4 正交编码电机测速IP核
• 4.2.5 逆变器并联通讯IP核
• 第5章 通用数字平台和FPGA IP核的应用
• 5.1 三电平IP核的应用
• 5.2 基于通用数字平台的逆变器应用实例
• 5.3 通用数字平台在大功率变换器中的应用
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1:电力电子通用数字平台实物照片
• 附录2:TMS320F2812的cmd文件实例
• 在学期间发表论文和参加科研情况