СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-7

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ритм её работы на высоких скоростях требует существенных вычислитель ных мощностей. Алгоритм FOC включает в себя по следовательность действий: ● преобразование данных о трёхфаз ном токе обратной связи и положе нии ротора с использованием пре образований Кларка/Парка; ● использование результатов преобра зований для пропорционально ин тегральных (ПИ) регуляторов систе мы управления в целях обеспечения нулевого уровня постоянного тока и заданного момента на валу электро двигателя; ● обратное преобразование напряже ний на выходах ПИ регуляторов в трёхфазный ток с использованием обратных преобразований Клар ка/Парка. Следует отметить, что использова ние FOC в управляемом электропри воде позволяет применять электродви гатели меньших габаритов, стоимости и энергопотребления. ПЛИС со встро енным ЦПОС переменной точности обеспечивает гибкие возможности при выборе уровня точности, а также поддерживает одинарную и двойную точность вычислений с плавающей за пятой. Традиционное проектирование сис тем управления электроприводами на основе технологии DSP Motor Control включает этап создания их моделей и разработку по результатам моделиро вания алгоритма управления с после дующим написанием кода для ЦПОС. Такая последовательность проекти рования имеет определённые недо статки: ● как правило, алгоритм моделирова ния для реализации на ЦПОС внача ле использует плавающую точку, но затем функционирует с фиксиро ванной точкой; ● для модели требуется повторная проверка кода. Поэтому увеличение производитель ности при реализации алгоритма управления требует дополнительных действий: ● ручной оптимизации кода; ● обновления кода для более произво дительного ЦПОС; ● использования более одного ЦПОС для распараллеливания алгоритма. Среда проектирования DSP Builder Altera позволяет преодолеть указанные недостатки. Эта среда представляет со бой расширенное блочное множество, изначально поддерживающее алго ритм моделирования с фиксирован ной точкой или одинарной/двойной точности с плавающей точкой. Среда осуществляет поддержку программ ных продуктов Matlab и Simulink. Объ единив функции MATLAB и блоки Simulink c мегафункциями и блоками DSP Builder, можно аппаратно реали зовать систему цифровой обработки сигналов. Среда разработки DSP Buil der позволяет конвертировать сис темы, разработанные с помощью MATLAB и Simulink, в файлы, которые затем могут использоваться САПР Quartus II для аппаратной реализации на ПЛИС. Интегрированные блоки DSP Buil der позволяют разрабатывать модели алгоритма FOC непосредственно в сре де Matlab и Simulink путём реализации блок схемы на элементарных блоках (ADD, SUB, MULTIPLY, CONSTANT, CO SINE и SINE). На рисунке 5 показана блок схема контроллера для управле ния положением и скоростью вала для синхронного электродвигателя с по стоянными магнитами. В зависимос ти от используемых ресурсов ПЛИС и процессора, проектировщики могут реализовать элементы схемы в про граммном или аппаратном виде. При проектировании специализи рованных сопроцессоров в ПЛИС сре 57 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2011 Рис. 6. Окно формы создания нового проекта Рис. 7. Окно итоговой спецификации законченной системы © СТА-ПРЕСС