基于EDA技术的数字控制系统设计

基于EDA技术的数字控制系统设计

一、基于EDA技术的数字控制系统设计(论文文献综述)

王晨[1](2021)在《基于FPGA的电力电子控制器设计与实现》文中提出现代电力电子装置在设备控制实时性、开关频率、集成度等方面均面临着更高的要求,传统串行电力电子控制器往往无法满足需求。随着现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)工艺的不断进步并逐步发展为可编程系统级芯片,其特有的硬件并行优势在数字系统的设计中逐渐表现出来。基于硬件电路实现不同层次的软件功能成为了电力电子控制器新的发展方向,与此同时电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)技术也为这种硬件实现带来设计上的方便。因此,FPGA在电力电子领域中的应用是一种相当有前景的技术。本文针对FPGA电力电子控制器,研究基于FPGA的电力电子控制器设计原则、设计方法与设计实现,并在所搭建的硬件平台上进行验证。本文主要研究内容如下:(1)通过对国内外FPGA在电力电子控制器设计领域的研究与应用分析,阐述以FPGA为核心的电力电子控制器的特点;针对FPGA设计难点问题,提出了具有指导意义的包括三项基本设计原则与四项基本设计方法在内的FPGA全数字电力电子控制器设计理论。(2)基于提出的设计理论,对电力电子知识产权核(Intellectual Property Core,IP)库中的IP核给出了类型划分准则,考虑IP核通用性,搭建了基础逻辑级、计算功能级、控制环路级三级参数化电力电子通用IP核库。(3)设计了采样控制与数据读取为主从式执行关系的高速不间断采样控制状态机、动作时间可调的纳秒级硬件保护机制等FPGA在电力电子实际工程应用中经常承担的辅助控制任务逻辑,进而设计出通用辅助逻辑控制板卡,可直接应用于电力电子项目设计中承担辅助控制任务,从而大幅提升电力电子控制系统设计效率。(4)研究了有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)控制策略,搭建了仿真模型及T型三电平FPGA电力电子控制器平台,以搭积木的方式结合所构建的电力电子通用IP核实现了APF控制策略,并给出了实验结果,验证了所提出的设计理论可行性;在同一应用场景给出了FPGA控制器与数字信号处理器(Digital Signal Porcessor,DSP)控制器具体性能量化指标对比,验证了FPGA控制器实现方案的优势。

张耀群[2](2020)在《基于FPGA的Buck型开关电源数字控制方法研究》文中研究指明DC-DC变换器结构简单,广泛应用于计算机、家电、航空等领域。电子产品的迅速发展给电源芯片的设计提出了更高的要求。数字控制开关电源具有高频化、小型化、智能化等显着优点,成为当今电源设计的主流。在众多数字控制开关电源的实现方式中,FPGA以其特有的现场可编程的特点,成为该领域的研究热门。本文以Buck型DC-DC变换器为主电路拓扑、基于FPGA构建了相应的数字控制系统。论文主要工作包括:(1)介绍了Buck型变换器的工作原理和工作模式,建立了该变换器的小信号模型,设计了系统的功率级电路参数;分析了DC-DC变换器中常见的调制方式及模拟、数字控制方法;选取ZN整定法进行控制器的参数整定,构建了基于DPWM脉宽调制器及离散化位置式DPID的数字控制器。(2)在MATLAB/Simulink软件平台下,分别对功率级Buck电路,控制级的PID模块、PWM模块以及数模转换模块ADC进行了建模和调试,通过仿真方法验证了各模块设计的正确性;随后对整个设计系统进行了建模和调试,分析了其在MATLAB/Simulink软件下的仿真结果,为基于FPGA的数字控制系统的设计和参数选取提供了依据。(3)在QuartusⅡ开发平台下使用Verilog语言对数字控制系统的关键模块进行编程,并对各个模块的代码进行了测试;关键模块代码测试成功后,经模块化、例化等步骤形成RTL模型,采用ModelSim与MATLAB/Simulink软件联合仿真得到最终实验结果;结果表明,Buck型数字开关电源系统的输出电压稳定在1.8V,符合实验设计要求;最后,选取设计所需FPGA、ADC芯片及其他电路器件,完成了Buck数字控制系统的硬件设计。

张良[3](2016)在《基于FPGA和NIOS系统设计的一种"智能综合电子实验平台"》文中研究表明电子测量仪器是从事电子设计工作时比不可少的设计工具,其必然向更加智能的方向发展。因此,对于电子测量仪器的研究始终是电子测量与设计工程中的热门课题。同时,伴随着FPGA和SOPC(片上可编程系统)等新兴技术在电子测量领域的大量应用,电子测量仪器的设计也将朝着更加智能化、自动化、模块化和多元化的方向发展。基于以上背景,本文基于FPGA和NIOS系统设计了一种“智能综合电子实验平台”。该“平台”能够输出正弦波、余弦波、三角波、方波、锯齿波等五种基础信号以及2ASK、2PSK、AM和FM四种调制信号,同时能够在1Hz20MHz的频率范围内输出频率间隔可控的正弦扫频信号。此外,该“平台”能够对范围信号频率范围在1Hz20MHz,幅度范围在±5V的正弦波、三角波和方波等周期信号进行精准的频率和幅度测量,并通过外部接入的矩阵键盘、7寸LCD液晶和VGA显示器等电路进行信息交互,实现“平台”操作的智能化。这种“平台”基于智能化、模块化的设计思路,借助数字DDS、全同步的等精度频率测量、数字峰值检波等技术,改进并提高了传统电子测量仪器的性能。在功能上同时涵盖了从事电子设计测量工作所需的输入信号激励和输出信号处理,能够独立完成一些复杂的实验工作,简化操作步骤,为智能的电子测量仪器设计提供了一个全新思路。

何雯[4](2016)在《数字峰值电流控制的Boost变换器的稳定性分析及系统设计》文中研究指明在传统的电力电子电路中,DC-DC变换器主要是通过模拟电路实现电压或电流控制。随着数字信号处理技术的发展,数字控制技术因其灵活性强、开发周期短等特点在开关变换器中得到越来越广泛的应用。研究表明,模拟控制的DC-DC变换器存在着复杂的非线性行为。由于量化误差、延时等因素的影响,数字控制的DC-DC变换器的非线性特性研究尙少。研究数字控制的DC-DC变换器的非线性特性,对促进非线性电路理论的发展、优化实用电路的参数设计等具有重要的意义。论文以数字峰值电流控制的Boost变换器为对象,对其进行建模以及稳定性分析和验证。首先介绍了Boost变换器主电路的基本工作原理,并采用状态空间平均法得到主电路传递函数。论文的重点在数字控制的DC-DC变换器的建模与稳定性分析部分。数字控制器包括模数转换器、数字补偿器和数字脉冲宽度调制器,对其存在的采样保持环节、量化误差及延时等问题进行了讨论。根据数字峰值电流控制的工作原理,采用后缘调制控制算法,在考虑采样保持、量化误差以及延时的情况下,建立了系统的离散z域模型。同时,搭建电路仿真模型,进行变参数仿真,并结合z域模型闭环系统的特征根分布情况对系统进行稳定性分析,发现了数字峰值电流控制的Boost变换器存在的非线性行为。论文对系统进行了软硬件设计。硬件部分包括采样电路、模数转换电路以及驱动电路。软件部分主要是采用VHDL语言,在QuartusⅡ上完成设计与仿真,并搭建基于FPGA的实验平台。最后通过实验验证了系统设计的正确性以及系统模型的有效性和准确性。

王鹏雁[5](2012)在《斜盘式轴向柱塞泵的单片机控制研究》文中研究说明随着机电控制技术的发展和计算机应用的不断普及,数字流体元件作为一种机电一体化产品,有着越来越广泛的应用前景,它的突出优点在于能够克服传统模拟控制元件所固有的缺点,如重复误差及滞环误差大、抗干扰能力差等,并能在自动化、节能、编程控制、灵活性方面表现出其适应性及生命力,对新型数字变量轴向柱塞泵的研究就是在此条件下产生的。从未来发展的趋势看,数字系统将会成为液压控制系统的主流。目前,数字式轴向柱塞变量泵还存在着许多问题。因此,本课题在前人的基础上,对其进行改进,提出利用单片机AT89S52控制步进电机驱动的数字式轴向柱塞变量泵。它以市场化为前提,以成本低廉的单片机为控制核心,大大降低了研究成本,便于以后中小企业的生产和推广。本文综述了国内外有关数字元件的研究和发展状况;介绍了斜盘式轴向柱塞泵单片机控制的工作原理;采用单片机直接驱动步进电机的方法;建立了斜盘式轴向柱塞泵的单片机控制系统的数学模型,并对其进行特性分析。在MATLAB下进行了动态仿真,取得了满意的结果,从理论上证实了斜盘式轴向柱塞泵的单片机控制系统工作原理是可行的。本课题的主要内容包括:设计了以AT89S52单片机为核心的硬件电路,主要包括步进电机的驱动电路、A/D转换电路、键盘显示电路、看门狗电路等;本课题所设计的变量调节机构采用结构简单、应用方便的双边滑阀作为执行机构,大大简化了变量机构的结构,提高了数字泵的性能,从而使得在一个普通模拟的轴向柱塞泵上,加装上变量机构和单片机系统,就能得到一个精确控制的数字式轴向柱塞泵变量泵。因此,本课题所设计的变量调节机构具有结构简单、控制精度高、成本低廉等特点,可以满足市场化的需求。

王国强[6](2012)在《基于EDA技术的电针治疗仪的研究与设计》文中指出随着生活质量的提高,人们对于健康的渴求也越来越高。怎样才能在疾病来临之前进行必要的预防显得尤为重要。根据中医理论,运用对人体经络穴位刺激进行诊治疾病、可以达到强身健体,益寿延年的功效。而这种理论早在远古时代就已经被发掘,当时的医者采用“砭石”为针,刺激体表一定部位,来解除疾病之苦,用火点灼灸某部位,以达到镇痛之疗效;冶金术的发明和应用,使人们学会用金属造针,金属针的出现,是针灸术发展的一个重要的标志。随着科学技术的发展,在1825年Sarlandiere首次试用电针仪治疗某些疼痛而取得疗效。上世纪50年代以后,在国内就有人试制了电针仪,在临床和实验研究的基础上,这种电针仪通过对人体穴位的刺激,使人体内部的离子浓度和分布发生改变,从而达到诊治疾病,强身健体的作用。这也使得电针法在临床医学上得到了迅速的发展。基于EDA工具的CPLD/FPGA的硬件系统能够将大量的逻辑功能集成于一个单片集成电路中,以其时钟频率高,内部延时小,速度快,效率高,组成灵活等特点在电针治疗仪的设计方面有着传统电路无法比拟的优势。可以在线编程,随意改变电路的功能的同时,而不需对底层硬件进行更改。综上所述,中医针灸技术将随着中西医学和电子技术、生命科学等近代有关学科发展而迅速成长,将是在电子科学基础支持下现代中医药学发展的一个重要方向。它将对气血津精、脏腑经络等生理、病理的结构与功能这些中医学最为基础的,古老而处于前沿问题作出一定的探索和解答,为现代中医理论提供一些参考。

陈国璋[7](2011)在《引入EDA技术实施《电子技术》课程教学改革的研究与实践》文中研究指明21世纪是信息经济时代,掌握最先进的信息技术是把握时代经济命脉,国家繁荣富强的重要标志。而要掌握先进的信息技术,创新人才的培养是最关键的因素。这些为我们高职院校教学改革指明了方向。这就是:以市场需求为导向,引入新技术改革专业课程体系及教学内容。在电子技术领域,科技的发展,技术的更新表现在:以微电子技术为基础、以计算机技术为载体、以软件技术为核心的EDA技术飞速发展,改变了传统电子系统的结构和设计开发方法。这也对21世纪新一代电子技术人员提出了新的要求。他们必须既具备坚实的电子技术理论基础,也必须掌握先进的电子系统设计技术和方法——EDA技术,具备开发电子系统的综合设计能力和创新能力。把新技术引入到传统的专业课程当中去,让新知识充实传统专业知识,也让新知识辅助理论教学。引入EDA技术实施电子技术课程改革可以从三个层面进行实施:在电子技术课程教学中引入EDA技术、在电子技术课程设计中引入EDA技术、在电类专业毕业设计中引入EDA技术。

姜丽飞[8](2010)在《EDA技术在数字系统设计中的应用》文中进行了进一步梳理在分析传统数字系统设计特点的基础上,将EDA技术引入数字电子系统的设计中。以基于可编程的FPGA、VHDL和MAX+PlusII软件平台的彩灯设计为例,讨论了EDA技术在数字系统设计中的应用,体现了EDA技术作为现代电子系统设计的主导技术,自动化程度高,开发周期短等突出优点。

王林剑[9](2010)在《基于CPLD的32×32数字交换芯片设计及其VGA矩阵集成应用》文中认为近年来,随着社会经济的发展和信息化的推进,视频矩阵切换器已广泛应用于监控、交通、电化教学、大屏幕显示等各个方面。矩阵切换器就是将任意一个输入通道输入的视频图像切换到任意一个视频输出通道的设备。交换芯片作为矩阵切换器的核心器件,成为研究的重点。本论文旨在借鉴国内外相关研究成果,设计并实现一种低硬件复杂度、低成本的基于CPLD的32×32数字交换芯片,并通过其在VGA矩阵切换器中的应用展示了其应用效果。本文研究了现有的大部分视频矩阵切换器的设计方案,分析了其特点和不足之处,探讨了一种基于MAXⅡ系列CPLD的32×32的数字交换芯片的设计方案。芯片能实现32路数字输入/32路数字输出的自由切换。所设计的芯片是32个输入32个输出的交叉点开关阵列,每一个输出都能连接任何一路输入,采用串行数字控制方式。基于该方案可明显改善VGA矩阵切换器的复杂度和成本,降低组件数量,电路板尺寸,设计时间和系统成本。MAXⅡCPLD还进一步提高了高密度产品的功耗和成本优势,这样,可以使用MAXⅡCPLD来替代高功耗和高成本专用集成电路芯片。文中对芯片的实现进行了详细论述,从软件仿真、芯片设计到最终基于CPLD芯片实现,均做了详细的叙述,通过调试产生了验证波形。该设计采用了Altera公司MAXⅡ系列的EPMl270T144C3 CPLD,在QuartusⅡ7.2集成环境下用VHDL硬件描述语言实现,在设计中充分考虑了模块的独立性和可重用性,把整个设计划分为三个模块,采用模块化设计。文中详细介绍了芯片的总体结构、内部结构以及芯片的设计原理及实现方法,参照该方法可复制本芯片设计。论文还设计并实现了一种VGA32×32视频矩阵切换器,该VGA矩阵切换器使用了本文介绍的基于CPLD的32×32的数字交换芯片,明显改善了VGA矩阵切换器的复杂度和成本。该矩阵切换器采用了模块化设计方法,整体结构分为数字交换模块、模拟交换模块和控制模块。论文详细分析了该矩阵切换器的总体结构、各级电路板的设计和程序流程图,分析了该芯片的时序和使用方法,并开发了一种上位机控制程序,设计了控制协议,通过计算机串口控制VGA矩阵。测试表明:该芯片已经具备较好的功能和稳定性,使用该芯片可明显改善VGA矩阵切换器的复杂度和成本,系统具有高集成度、可靠性及灵活性的特点,系统成本下降,产品更有价格优势,具备了工业推广的条件。

段彬[10](2010)在《全数字脉冲逆变焊接电源控制策略与应用的研究》文中进行了进一步梳理逆变焊接电源的数字化是全面提高焊接质量的有效途径。焊接电源是一个典型的弱电控制强电的设备,工作在高电压、大电流、强干扰的恶劣环境中,这为数字控制系统的信号获取和稳定运行带来了巨大的困难,尤其是脉冲焊接方式对控制系统的实时性和可靠性要求较高,迫切需要相关理论和控制策略的深入研究。本文在对国内外焊接电源发展现状调研的基础上,针对其数字化过程中的关键问题和难点,进行了深入、系统的研究。本文分析了脉冲焊接电源主变压器原边电流和副边电流的特点,讨论了基于这两种电流反馈模式的焊接电源数字化的优缺点,提出了以副边电流为脉冲宽度调制(PWM)控制器和焊接电流闭环的反馈信号,并与原边电流共同产生PWM调节脉冲的双闭环数字化思想,解决了数字控制系统难以满足原边电流反馈模式的高速要求和副边电流反馈模式不具备抑制偏磁能力的难题。提出了以现场可编程门阵列(FPGA)为主控制器的焊接电源主回路和控制回路的全数字化设计方案,阐述了整个焊接电源的设计思路和研究主线。根据各元器件的实际参数,构建了包含输入、输出整流滤波和逆变、降压等电路的物理模型,通过非线性接口模型,研究了主回路和数字控制系统的混合建模与仿真;建立了动态焊接过程的系统数学模型,定量分析了各物理量变化机理和各参数对系统动态响应过程的影响,指出了焊接电流和电弧电压控制的意义,有效预测了脉冲MIG焊接电源的工作过程,为进一步研究指明了方向。在分析了脉冲电流信号特点和噪声形成机理的基础上,提出了一种新的滤波思想,即对微秒级的焊接电流信号去噪,进而获得整个波形的有用信息。先后研究并提出了改进的IIR Butterworth滤波器、改进的小波去噪方法和基于Kalman预测的信号处理方法。焊接试验表明尽管IIR Butterworth滤波器运算简单,在小电流下能够保证正常焊接,但随着电流增大,干扰变大,滤波性能变差;而基于阈值和模极大值的小波去噪方法,能够很好地提取有用信号特征,但实时性差,仅可应用在焊接电源工艺评判等场合。根据信号和噪声的特点,首次将基于Kalman预测的信号处理方法在数字焊接电源中应用,解决了高速数字PWM控制器对反馈电流精度和信号实时处理速度要求均较高的问题;焊接试验表明该方法能够最大程度的降低过程噪声和测量噪声,产生精确的PWM信号,保证全数字脉冲焊接电源稳定、可靠地工作。针对焊接电源中现有控制策略参数调节麻烦和控制性能不高的问题,提出了采用高速并行智能算法在线调整PID参数的焊接电流自适应控制策略。从参数的编、译码操作和适应度函数等角度,对标准遗传算法(GA)进行了改进,研究了混沌自适应GA-PID算法;方波焊接试验表明尽管它比目前焊接电源中常用的试凑法更加简便和快捷,但由于模型参数等方面的误差,离线得到的参数组合并非最优。进而对BP神经网络(ANN)进行了全面优化和改进,研究了适于逆变焊接电源的专家自适应神经网络(EAANN) PID控制策略,解决了非线性焊接系统和复杂焊接工艺的自适应控制难点;焊接试验表明基于该算法的焊接电流闭环控制器,能够实现熔滴过渡的脉冲焊接电流的精细控制,为达到较高的焊接质量奠定了基础。在对弧长调节和熔滴过渡理论研究的基础上,结合仿真章节的部分结论,提出了弧长和熔滴过渡的多维脉冲波形参数模糊调整的控制策略,解决了焊接过程易受各种扰动影响的问题,保证了弧长的快速稳定、熔滴的均匀过渡和稳定的引、收弧。提出了短路双环控制方法,完善了焊接系统控制策略,有效解决了焊缝熔合不佳(弯曲、咬边等)、焊接飞溅较大等难题。试验表明焊接过程稳定,熔滴过渡一致性好,焊缝成形美观,焊接质量较高。根据脉冲焊接工艺和系统设计方案,研究并设计了基于硬开关的主回路系统、基于FPGA的主控系统和基于32位MCU的上位机系统。针对研究的控制策略的特点,提出了基于流水线技术和优化时序逻辑的VHDL设计理念,解决了高速、并行的控制策略运算问题;并验证了所提出的全数字焊接电源设计方案。利用研究成果,研制了符合国家焊接电源标准的全数字智能脉冲MIG逆变焊接电源,进行了焊接试验和焊接质量检测,并在天然气管道集输工程和铝合金游艇建造工程中应用。相比模拟驱动的焊接电源,它在焊缝质量、飞溅量、电弧性能和系统抗干扰性等各方面都有很大的改进,取得了高质量的焊接效果。

二、基于EDA技术的数字控制系统设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于EDA技术的数字控制系统设计(论文提纲范文)

(1)基于FPGA的电力电子控制器设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 FPGA电力电子控制器研究现状
    1.3 本文的主要工作内容
第二章 FPGA全数字电力电子控制器设计理论
    2.1 数字控制器基本类型及分类
        2.1.1 顺序控制方式
        2.1.2 并行控制方式
        2.1.3 混合控制方式
    2.2 FPGA全数字电力电子控制器设计理论依据
    2.3 FPGA全数字电力电子控制器设计原则
        2.3.1 参数化模块化设计原则
        2.3.2 面积与速度综合考虑原则
        2.3.3 顶层模块时序调度原则
    2.4 FPGA全数字电力电子控制器设计方法
        2.4.1 搭建三级电力电子参数化IP核库
        2.4.2 合理安排资源开销与计算速度
        2.4.3 设计使能位与运算完成标志位
        2.4.4 顶层时序调度协调机制
    2.5 小结
第三章 FPGA三级电力电子IP核设计
    3.1 开发环境
    3.2 基础逻辑级IP核设计
    3.3 计算功能级IP核设计
    3.4 控制环路级IP核设计
    3.5 基于模型的IP核设计
    3.6 小结
第四章 基于FPGA的采样控制与保护机制
    4.1 基于FPGA实现的采样控制
        4.1.1 AD采样芯片工作特性
        4.1.2 AD采样控制状态机设计
        4.1.3 采样数据管理
    4.2 基于FPGA实现的保护机制
        4.2.1 故障信号判断
        4.2.2 脉冲封锁信号产生
        4.2.3 脉冲封锁执行
        4.2.4 设计结果
    4.3 通用辅助逻辑控制卡设计
    4.4 小结
第五章 FPGA控制器应用平台设计
    5.1 应用平台搭建
    5.2 APF基本原理
    5.3 易于IP核直接实现的APF控制策略
    5.4 控制策略仿真验证
    5.5 全FPGA控制器控制策略实现
        5.5.1 电力电子IP核的选择
        5.5.2 顶层IP核触发时序设计
    5.6 硬件综合结果
    5.7 FPGA控制器应用结果
    5.8 控制性能对比实验
        5.8.1 控制结构对比
        5.8.2 计算周期对比
        5.8.3 对比实验结果
    5.9 小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
附录 APF控制系统顶层RTL视图
在学期间的研究成果
致谢

(2)基于FPGA的Buck型开关电源数字控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 开关电源概述
    1.2 本课题的意义
    1.3 数字化开关电源的研究现状
    1.4 数字化控制的实现方法
    1.5 本文的主要工作
第二章 Buck变换器建模及参数设计
    2.1 数字电源系统设计指标
    2.2 Buck变换器的工作模式
    2.3 功率级建模
    2.4 数字电源系统参数设计
    2.5 本章小结
第三章 Buck型数字开关电源关键模块的设计
    3.1 数字控制器控制方式的选取
        3.1.1 模拟控制与数字控制
        3.1.2 电压型控制与电流型控制
    3.2 数字控制器的设计
        3.2.1 控制器分类
        3.2.2 控制器的选择
    3.3 PID控制器的参数整定
    3.4 数字开关电源中的调制方式
        3.4.1 PFM调制技术
        3.4.2 PWM调制技术
        3.4.3 DPWM工作原理及实现方式
    3.5 模数转换器
        3.5.1 ADC分类
        3.5.2 工作原理与选型
    3.6 本章小结
第四章 基于DPID的Buck型开关电源的Simulink实现
    4.1 Buck变换器主拓扑的Simulink仿真模型
    4.2 ADC的 Simulink仿真模型
    4.3 数字控制器参数整定及Simulink仿真模型
        4.3.1 PID离散过程分析
        4.3.2 PID的 Simulink仿真模型
    4.4 DPWM的 Simulink仿真模型
    4.5 Simulink仿真结果分析
    4.6 本章小结
第五章 数字开关电源的多软件联合仿真与分析
    5.1 实验系统的开发流程与软件设计
        5.1.1 FPGA的设计流程
        5.1.2 软件编程架构
    5.2 基于Quartus的关键模块的实现
        5.2.1 ADC模块的实现
        5.2.2 DPID模块的实现
        5.2.3 DPWM模块的实现
    5.3 Quartus与 ModelSim的联合仿真
    5.4 ModelSim与 MATLAB的联合仿真
    5.5 本章小结
第六章 基于FPGA的 Buck型开关电源的设计与实现
    6.1 关键模块的设计与调试
        6.1.1 ADC控制模块
        6.1.2 DPID控制模块
        6.1.3 DPWM模块
    6.2 模块间的联调与测试
        6.2.1 软件编程与调试
        6.2.2 基于ModelSim与 MATLAB的联合仿真结果分析
    6.3 基于FPGA的开关电源硬件电路选型
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
个人简介
附件

(3)基于FPGA和NIOS系统设计的一种"智能综合电子实验平台"(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 电子测量仪器的研究现状和发展趋势
    1.3 EDA技术及其发展
        1.3.1 EDA技术的硬件电路实现
        1.3.2 EDA技术的硬件描述语言
    1.4 课题主要研究内容
    1.5 论文的组织结构
第2章 智能综合电子实验平台系统设计方案
    2.1 系统设计目标
    2.2 系统整体设计方案
    2.3 系统技术指标
    2.4 DE2-70开发平台
    2.5 本章小结
第3章 信号激励子系统设计与实现
    3.1 信号激励子系统的方案设计与实现
    3.2 基于FPGA的直接数字频率合成(DDS)技术
        3.2.1 基于FPGA的DDS技术原理
        3.2.2 基于DDS技术的基础波形实现
    3.3 数字调制波形的设计与实现
        3.3.1 2ASK信号的基本原理
        3.3.2 2ASK信号的FPGA实现
        3.3.3 2PSK信号的基本原理
        3.3.4 2PSK信号的FPGA实现
    3.4 模拟调制波形的设计与实现
        3.4.1 AM信号的基本原理
        3.4.2 AM信号的FPGA实现
        3.4.3 FM信号的基本原理
        3.4.4 FM信号的FPGA实现
    3.5 D/A转换模块的电路设计
        3.5.1 高速D/A转换电路设计
        3.5.2 滤波器的设计
    3.6 本章小结
第4章 反馈处理子系统设计与实现
    4.1 反馈处理子系统的方案设计与实现
    4.2 基于FPGA的数据采集模块设计与实现
        4.2.1 A/D转换模块的电路设计
        4.2.2 采样时钟产生/控制电路设计
        4.2.3 RAM波形存储及其地址产生电路设计
    4.3 基于FPGA的全同步等精度测频率测量技术
        4.3.1 全同步等精度频率测量技术原理
        4.3.2 全同步等精度频率测量技术的FPGA实现
    4.4 基于FPGA的数字峰值检测技术
        4.4.1 数字峰值检测技术原理
        4.4.2 数字峰值检波技术的FPGA实现
    4.5 波形变换电路模块设计与实现
    4.6 本章小结
第5章 嵌入式微控制子系统设计与实现
    5.1 嵌入式微控制子系统的方案设计与实现
    5.2 矩阵键盘控制及数据转换模块设计与实现
        5.2.1 基于FPGA的矩阵键盘扫描控制识别设计原理
        5.2.2 矩阵键盘识别控制的FPGA实现
    5.3 VGA显示控制模块设计与实现
        5.3.1 基于FPGA的VGA图像显示原理
        5.3.2 基于FPGA的VGA图像显示时序实现
    5.4 NIOSⅡ微控制处理器设计与实现
        5.4.1 NIOSⅡ微控制处理器的硬件配置
        5.4.2 基于NIOSⅡ微控制器的软件系统设计
    5.5 本章小结
第6章 系统的仿真测试及性能分析
    6.1 基于Modelsim的FPGA模块仿真
    6.2 系统的测试与分析
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
附录
在学期间的研究成果
致谢

(4)数字峰值电流控制的Boost变换器的稳定性分析及系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 DC-DC变换器非线性特性研究现状
        1.2.1 DC-DC变换器建模方法的研究现状
        1.2.2 模拟控制技术和数字控制技术对比
        1.2.3 数字控制DC-DC变换器的非线性特性研究现状
    1.3 基于FPGA的DC-DC变换器控制技术
    1.4 论文的主要研究内容及结构
第二章 峰值电流控制技术的原理及控制算法
    2.1 引言
    2.2 Boost变换器的基本原理
    2.3 传统控制技术
        2.3.1 电压控制
        2.3.2 电流控制
        2.3.3 模拟峰值电流控制Boost变换器的稳定性分析
    2.4 数字峰值电流控制算法
        2.4.1 数字峰值电流控制Boost变换器工作原理
        2.4.2 控制算法
    2.5 本章小结
第三章 数字峰值电流控制Boost变换器建模及稳定性分析
    3.1 引言
    3.2 数字控制DC-DC变换器的关键问题
        3.2.1 ADC的采样保持和量化
        3.2.2 DPWM的原理和分辨率
        3.2.3 固有延时
    3.3 Boost变换器的小信号模型
    3.4 数字峰值电流控制Boost变换器的离散Z域模型
        3.4.1 数字控制器的s域传递函数
        3.4.2 离散化设计
        3.4.3 系统的离散z域模型
    3.5 数字电路仿真及稳定性分析
        3.5.1 系统开环频域特性
        3.5.2 电路仿真
        3.5.3 稳定性分析
    3.6 本章小结
第四章 基于FPGA的系统设计与实现
    4.1 引言
    4.2 系统硬件电路设计
        4.2.1 系统电路
        4.2.2 FPGA控制器
        4.2.3 采样电路
        4.2.4 模数转换电路设计
        4.2.5 驱动电路
    4.3 系统软件设计与仿真
        4.3.1 FPGA设计流程
        4.3.2 模数转换控制模块
        4.3.3 数字PI模块
        4.3.4 数字脉宽调制器模块
    4.4 实验结果
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附表

(5)斜盘式轴向柱塞泵的单片机控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 数字元件的研究背景和意义
    1.2 国内外研究及应用现状分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 轴向柱塞泵各种数字控制方式的优缺点分析
    1.3 步进电机控制数字泵节能回路的特点
    1.4 单片机的应用领域
    1.5 课题研究意义
    1.6 课题研究内容
第2章 轴向柱塞泵的单片机控制调节原理
    2.1 增量式数字泵控制系统
    2.2 数字式轴向柱塞泵变量机构特点和工作原理
    2.3 本章小结
第3章 单片机控制系统硬件电路的设计
    3.1 单片机的控制布局
    3.2 AT89S52 的应用特性
        3.2.1 AT89S52 介绍
        3.2.2 AT89S52 复位电路
        3.2.3 AT89S52 的振荡器和时钟电路
    3.3 串行通信的接口电路
        3.3.1 单片机与 PC 机的串行通信
        3.3.2 编程设计
    3.4 前向通道与接口技术
        3.4.1 前向通道中的 A/D 转换
        3.4.2 A/D 转换器基本原理及主要技术指标
        3.4.3 A/D 转换硬件电路的设计
        3.4.4 A/D 转换的软件设计
    3.5 步进电机及其驱动模块设计
        3.5.1 步进电机的工作原理及特点
        3.5.2 步进电机工作方式的选择
        3.5.3 单片机驱动步进电机的硬件原理图
        3.5.4 步进电机步数的确定
        3.5.5 步进电机的变速控制
    3.6 人机通道配置与接口电路
        3.6.1 键盘及显示器驱动模块设计
        3.6.2 ZLG7290 的工作原理
        3.6.3 基于 ZLG7290 的无功补偿控制器设计
        3.6.4 ZLG7290 的键盘及 LED 接口电路
    3.7 看门狗电路的设计
        3.7.1 X5045 常用硬件电路
        3.7.2 X5045 软件程序设计
        3.7.3 X5045 看门狗定时器的使用
        3.7.4 X5045 复位引发的问题及解决方案
    3.8 系统单片机硬件原理图的绘制
        3.8.1 Protel 99 SE 的组成
        3.8.2 原理图设计的一般流程
    3.9 本章小结
第4章 数泵控制系统数学模型与仿真分析
    4.1 数字泵的动态性能分析
        4.1.1 控制系统的传递函数
        4.1.2 结构参数及性能参数变化对动态特性的影响
        4.1.3 控制系统的稳定性分析
        4.1.4 非线性因素对控制系统的影响
    4.2 控制系统仿真模型参数的确定
    4.3 控制系统的仿真分析
        4.3.1 控制系统框图模型的建立
        4.3.2 仿真控制参数设置
        4.3.3 控制系统的仿真分析
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录 B ZLG7290 的键盘及 LED 接口程序
附录 C 整个系统单片机硬件原理图

(6)基于EDA技术的电针治疗仪的研究与设计(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 电针仪的国内外研究现状及发展趋势
    1.2 常见典型脉冲电针仪研究分析
        1.2.1 蜂鸣式电针仪
        1.2.2 分立元件构成的脉冲电针仪
        1.2.3 集成微处理器构成的电针仪
        1.2.4 调幅脉冲电针仪
        1.2.5 脉冲电针仪的优缺点
    1.3 论文研究的主要内容
    1.4 论文选题的意义
    1.5 论文章节安排
第二章 电针仪设计技术指标及其影响因素的研究
    2.1 脉冲电
        2.1.1 规律脉冲
        2.1.2 调制脉冲
    2.2 脉冲波形
    2.3 脉冲电针仪的频率
    2.4 脉冲电针仪的振幅
    2.5 脉冲电针仪的波宽
    2.6 脉冲电针仪的刺激时间
    2.7 电针刺激与手法运针刺激的比较
第三章 系统总体设计方案介绍
    3.1 基于 EDA 技术电针仪设计
    3.2 系统设计方案概述
    3.3 系统硬件结构框图
第四章 脉冲电针仪程序模块及 VHDL 语言设计
    4.1 编译平台概述
    4.2 系统软件的设计(EDA 相关知识、VHDL 相关知识)
        4.2.1 EDA 技术简介
        4.2.2 硬件描述语言(Hardware Description Language)
    4.3 电针仪设计要求及软件实现
        4.3.1 电针仪整体设计及仿真
第五章 脉冲电针仪的 vhdl 程序编译综合仿真 44 5.1 编译、综合
    5.1 编译、综合
    5.2 系统 VHDL 描述波形仿真
        5.2.1 分频模块波形仿真
        5.2.2 计数分频模块波形仿真
        5.2.3 方波模块波形仿真
        5.2.4 正弦波模块波形仿真
        5.2.5 三角波模块波形仿真
        5.2.6 锯齿波模块波形仿真
        5.2.7 断续波波形仿真
        5.2.8 捶波形仿真
        5.2.9 揉波形仿真
        5.2.10 揪波形仿真
第六章 电路原理图和 PCB 板的制作
    6.1 protel DXP 的概述
    6.2 系统硬件的设计
        6.2.1 主控芯片 EPM1270 的简介
        6.2.2 D/A 转换模块 DAC0832 的简介
        6.2.3 LCD 显示模块芯片的简介
    6.3 底层电路板设计模块
        6.3.1 按键开关的设计
        6.3.2 D/A 转换模块的设计
        6.3.3 显示模块的设计
        6.3.4 电源模块的设计
        6.3.5 JTAG 模块的设计
        6.3.6 晶振模块的设计
        6.3.7 电容电路的设计
        6.3.8 核心模块的设计
第七章 总结与展望
    7.1 成果和收获
    7.2 今后工作展望
参考文献
致谢
个人简历

(7)引入EDA技术实施《电子技术》课程教学改革的研究与实践(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 课题来源及研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景
    1.2 EDA技术简介
        1.2.1 EDA技术概述
        1.2.2 DXP2004制板技术
        1.2.3 Multisim环境下的仿真技术
        1.2.4 Quartus Ⅱ环境下的可编程技术
第2章 课题设计要求与方案
    2.1 课题设计要求
    2.2 课题设计方案
第3章 课题设计的内容
    3.1 仿真实验的设计
        3.1.1 基本逻辑门电路仿真实验的设计
        3.1.2 组合逻辑电路仿真实验的设计
        3.1.3 触发器功能仿真实验的设计
        3.1.4 时序逻辑电路仿真实验的设计
    3.2 基于VHDL语言的EDA数字钟的课程设计
        3.2.1 设计思路及方案
        3.2.2 单元模块设计
        3.2.3 系统仿真
    3.3 毕业设计
        3.3.1 毕业设计的基本要求
        3.3.2 毕业设计的选题原则
        3.3.3 毕业设计的选题推荐范围
        3.3.4 毕业设计论文的内容
        3.3.5 毕业设计的实施程序
        3.3.6 毕业设计答辩
第4章 课题研究的成果
    4.1 课题研究的教学成果
    4.2 课题研究的学生成果
第5章 课题研究的效果
    5.1 课题研究的效果
    5.2 课题研究的展望
致谢
参考文献
附录 成果展示
攻读学位期间的研究成果

(8)EDA技术在数字系统设计中的应用(论文提纲范文)

1 引言
2 现代数字系统的设计方法
    2.1 EDA技术简介[3]
    2.2 EDA的设计流程
3 EDA技术在数字系统设计中的应用[4-5]
    3.1 系统功能描述
    3.2 系统设计方案
        3.2.1 子模块功能及设计
        (1) 显示状态控制部分
        (2) 分频部分
        (3) 彩灯控制器
        3.2.2 彩灯控制器的模拟仿真及调试
    3.3 彩灯控制器的硬件实现[6]
4 结论

(9)基于CPLD的32×32数字交换芯片设计及其VGA矩阵集成应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 矩阵切换的原理
    1.2 VGA视频矩阵介绍
    1.3 视频交换芯片国内外研究现状
    1.4 课题研究背景
    1.5 论文的主要工作和内容安排
第二章 CPLD的设计背景及相关技术
    2.1 基于EDA技术的CPLD应用前景
    2.2 FPGA/CPLD概述
    2.3 MAX Ⅱ系列CPLD
    2.4 开发语言VHDL
    2.5 开发软件QUARTUS Ⅱ
    2.6 本章小结
第三章 32×32数字交换芯片的总体设计方案
    3.1 芯片要求
    3.2 芯片总体结构
    3.3 芯片内部结构
    3.4 芯片模块划分
    3.5 本章小结
第四章 32×32数字交换芯片的实现
    4.1 基于QUARTUS的FPGA/CPLD开发流程
    4.2 CPLD芯片的选择
    4.3 交换芯片的实现
    4.4 本章小结
第五章 32-32数字交换芯片在VGA交换矩阵中的应用
    5.1 芯片的时序
    5.2 VGA32-32矩阵切换器的概念和方案
    5.3 模拟交换板的设计
    5.4 数字交换板的设计
    5.5 控制电路板的设计
    5.6 VGA32-32矩阵的上位机控制程序
    5.7 本章小结
第六章 32×32数字交换芯片性能
    6.1 性能测试
    6.2 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 研究工作总结
    7.2 挑战与展望
参考文献
附录1
致谢
攻读学位期间发表的学术论文、申请的专利及参与项目目录
学位论文评阅及答辩情况表

(10)全数字脉冲逆变焊接电源控制策略与应用的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 逆变弧焊电源的研究现状
    1.3 脉冲焊接电源的研究现状
        1.3.1 脉冲MIG焊的特点及其研究现状
        1.3.2 数字脉冲焊接电源的研究现状
        1.3.3 智能控制在数字脉冲焊接电源中的应用
        1.3.4 脉冲焊接电源发展方向和存在的问题
    1.4 本文的主要工作及章节安排
        1.4.1 主要工作
        1.4.2 章节安排
第二章 全数字脉冲焊接电源系统方案研究
    2.1 脉冲MIG焊对焊接电源的需求
    2.2 脉冲MIG焊接电源主回路数字化研究
        2.2.1 原边电流和副边电流分析
        2.2.2 基于原边电流反馈的主回路数字化研究
        2.2.3 基于副边电流反馈的主回路数字化研究
    2.3 基于FPGA的全数字脉冲焊接电源系统研究
    2.4 脉冲MIG焊接电源全数字化的几个关键问题及难点
    2.5 本章小结
第三章 全数字脉冲焊接电源系统建模与仿真
    3.1 焊接系统建模与仿真的意义
    3.2 脉冲焊接电源的建模与仿真
        3.2.1 输入整流模型
        3.2.2 主回路物理模型
        3.2.3 PWM波形发生器
        3.2.4 脉冲焊接电流闭环系统模型与仿真
        3.2.5 主回路数学模型
        3.2.6 焊丝干伸长压降模型
        3.2.7 脉冲电流波形发生器
        3.2.8 脉冲MIG焊接电弧模型
        3.2.9 焊丝熔化速度模型
        3.2.10 弧长动态变化模型与仿真
        3.2.11 系统整体模型与仿真
    3.3 本章小结
第四章 全数字脉冲焊接电源信号Kalman预测处理研究
    4.1 数字信号处理对焊接电源的意义
    4.2 焊接反馈信号分析及滤波思想研究
        4.2.1 基于微秒级信号的新滤波思想
        4.2.2 改进的IIR Butterworth数字滤波研究
        4.2.3 基于改进的阈值和模极大值的小波去噪研究
        4.2.4 焊接试验及存在的问题
    4.3 基于Kalman预测的全数字焊接电源信号处理研究与应用
        4.3.1 反馈信号Kalman预测方程的建立
        4.3.2 残差去噪方法的研究与仿真实验
        4.3.3 焊接试验
    4.4 本章小结
第五章 全数字脉冲焊接电源智能控制策略研究
    5.1 全数字脉冲MIG焊接电源对控制策略的需求
        5.1.1 焊接电流闭环控制的需求分析
        5.1.2 弧长稳定和熔滴过渡的需求分析
    5.2 基于EAANN-PID算法的焊接电流控制策略研究
        5.2.1 焊接电流ICAGA-PID控制算法的研究及存在的问题
        5.2.2 基于EAANN-PID算法的焊接电流控制策略研究与仿真
        5.2.3 焊接试验
    5.3 基于模糊算法的弧长与熔滴过渡控制策略研究
        5.3.1 弧长和熔滴过渡的新控制策略
        5.3.2 短路双环控制策略研究
        5.3.3 多输入多输出模糊算法研究及其控制器设计
        5.3.4 焊接试验
    5.4 本章小结
第六章 全数字智能脉冲MIG焊接电源系统设计
    6.1 全数字脉冲MIG焊接电源系统概述
    6.2 全数字脉冲MIG焊接电源主回路设计
    6.3 全数字脉冲MIG焊接电源控制系统硬件设计
    6.4 全数字脉冲MIG焊接电源系统软件设计
        6.4.1 基于FPGA的主控系统软件设计
        6.4.2 基于32位MCU的上位机软件设计
        6.4.3 系统抗干扰设计及可靠性研究
    6.5 流水线优化设计在FPGA中的研究与应用
    6.6 系统调试试验
    6.7 本章小结
第七章 焊接试验与工程应用
    7.1 焊接试验与分析
        7.1.1 脉冲MIG焊接试验
        7.1.2 焊接质量检测
    7.2 工程应用及效果
        7.2.1 天然气管道地面集输工程中的应用
        7.2.2 铝合金游艇建造工程中的应用
    7.3 本章小结
第八章 结论及展望
    8.1 研究过程取得的主要结论
    8.2 研究展望
附录A 系统调试与焊接试验相关图片
附录B 焊接质量检测与工程现场图片
参考文献
致谢
攻读博士学位期间完成的论文
攻读博士学位期间参加的科研项目
攻读博士学位期间获得的奖励
附件
学位论文评阅及答辩情况表

四、基于EDA技术的数字控制系统设计(论文参考文献)

  • [1]基于FPGA的电力电子控制器设计与实现[D]. 王晨. 北方工业大学, 2021(01)
  • [2]基于FPGA的Buck型开关电源数字控制方法研究[D]. 张耀群. 北方民族大学, 2020
  • [3]基于FPGA和NIOS系统设计的一种"智能综合电子实验平台"[D]. 张良. 兰州大学, 2016(08)
  • [4]数字峰值电流控制的Boost变换器的稳定性分析及系统设计[D]. 何雯. 华南理工大学, 2016(02)
  • [5]斜盘式轴向柱塞泵的单片机控制研究[D]. 王鹏雁. 兰州理工大学, 2012(01)
  • [6]基于EDA技术的电针治疗仪的研究与设计[D]. 王国强. 青海师范大学, 2012(04)
  • [7]引入EDA技术实施《电子技术》课程教学改革的研究与实践[D]. 陈国璋. 南昌大学, 2011(04)
  • [8]EDA技术在数字系统设计中的应用[J]. 姜丽飞. 唐山师范学院学报, 2010(05)
  • [9]基于CPLD的32×32数字交换芯片设计及其VGA矩阵集成应用[D]. 王林剑. 山东大学, 2010(09)
  • [10]全数字脉冲逆变焊接电源控制策略与应用的研究[D]. 段彬. 山东大学, 2010(09)

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基于EDA技术的数字控制系统设计
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