基于FPGA的反应堆控制保护系统电磁兼容性设计

电磁兼容解决方案一、引言电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指在电子设备、系统或者系统间的电磁环境中，能够互相协调共存，不产生电磁干扰，同时也不受到电磁干扰的能力。

本文旨在提供一种电磁兼容解决方案，以确保设备和系统在电磁环境中的正常运行。

二、背景随着电子设备和系统的广泛应用，电磁干扰问题日益突出。

电磁干扰可能导致设备性能下降、通信中断、数据丢失等问题，严重影响设备和系统的可靠性和稳定性。

因此，开辟一种有效的电磁兼容解决方案是至关重要的。

三、解决方案1. 设计阶段在设计阶段，需要采取以下措施来提高设备和系统的电磁兼容性：（1）合理布局：合理布局电子元器件和电路板，避免电磁干扰的发生和传播。

可以通过使用屏蔽罩、隔离墙等措施来减少电磁辐射和敏感度。

（2）选择合适的材料：选择具有良好电磁屏蔽性能的材料，例如金属材料、导电涂层等，以减少电磁辐射和敏感度。

（3）优化电路设计：采用合适的滤波器、抑制器等电路设计，以减少电磁干扰的传播和影响。

2. 测试阶段在测试阶段，需要进行以下测试来评估设备和系统的电磁兼容性：（1）辐射测试：通过辐射测试，评估设备的电磁辐射水平是否符合相关标准和要求。

可以使用电磁辐射测试仪器来进行测试。

（2）敏感度测试：通过敏感度测试，评估设备对外部电磁干扰的敏感程度。

可以使用电磁兼容测试仪器来进行测试。

（3）传导测试：通过传导测试，评估设备对传导干扰的反抗能力。

可以使用传导干扰测试仪器来进行测试。

3. 优化措施根据测试结果，可以采取以下优化措施来提高设备和系统的电磁兼容性：（1）调整布局：根据测试结果，调整电子元器件和电路板的布局，以减少电磁辐射和敏感度。

（2）优化材料选择：根据测试结果，选择更合适的材料，以提高电磁屏蔽性能。

（3）改进电路设计：根据测试结果，改进电路设计，加强抑制器、滤波器等的性能，以减少电磁干扰的传播和影响。

四、总结通过合理的设计和测试，以及相应的优化措施，可以有效解决设备和系统的电磁兼容问题。

基于FPGA的UPFC控制系统设计的开题报告一、选题背景和意义随着电力系统的规模越来越大和电力负荷的不断增加，电能质量问题越来越受到电力行业的重视。

其中，电压和电流波形的失真、电压闪变和频率偏差等问题，对于电力系统运行的稳定性和可靠性产生直接影响。

针对上述问题，目前已经提出了许多电力系统补偿技术，其中最具代表性的就是柔性交流输电技术（FACTS）。

柔性交流输电技术是指通过电力电子器件对交流电的电压、电流、功率、相位等进行控制，从而实现电力系统谐波滤波、电压调节、无功补偿和功率控制等多种功能。

在FACTS技术中，统一功率流控制器（UPFC）是一种功能强大的电力电子装置，它能够同时对电力系统的负荷电流和电压进行控制，并能够实现电力系统的无功补偿和有功流量控制。

本课题的研究目的就是通过开发基于FPGA的UPFC控制系统，实现对电力系统的无功补偿和有功流量控制，并提高电力系统的稳定性和可靠性。

FPGA作为一种高速可编程逻辑设备，在数字信号处理和控制系统设计方面具有很强的优势，因此本研究选择采用FPGA来实现UPFC控制系统的设计。

二、研究内容和技术路线本研究的主要研究内容包括：（1）UPFC电路的建模与分析，包括UPFC中的电压源逆变器、直流侧逆变器和串联变压器的建模和参数计算。

（2）UPFC的控制算法设计，包括电压控制和有功控制算法的设计和优化。

（3）FPGA的硬件设计和编程，包括数字信号处理器和控制器的设计和优化，并且实现UPFC电路的控制和调节。

（4）系统的仿真和实验验证，验证设计的UPFC控制系统的可行性和有效性。

为了实现上述研究内容，我们将采用以下技术路线：（1）电路建模和控制算法设计：采用MATLAB/Simulink软件进行建模和仿真分析，在此基础上设计UPFC控制算法。

（2）FPGA硬件设计和编程：采用Verilog HDL语言进行FPGA硬件设计和编程，包括数字信号处理器和控制器的设计和优化，并且实现UPFC电路的控制和调节。

电磁兼容设计方案引言电磁兼容(EMC)是指电子设备在相互之间以及与外界电磁环境之间能够相互协调，互不干扰的能力。

在现代电子产品广泛应用的背景下，电磁兼容设计成为保障设备正常工作的重要环节。

本文将介绍电磁兼容设计的基本原理和常用的设计方案。

电磁兼容设计的原理电磁兼容设计的基本原理是通过控制电磁辐射和抗干扰能力，降低设备之间的相互干扰，保证设备正常工作。

电磁兼容设计的主要工作包括以下几个方面：电磁辐射控制电磁辐射是指电子设备在工作过程中释放的电磁波。

为了控制电磁辐射，可以采取以下措施：•优化电路布局：合理规划线路和电源的布局，减少电磁辐射。

•使用屏蔽材料：在电路板或组件周围添加屏蔽材料，以阻挡电磁波的传播。

•减少高频干扰：通过电缆、滤波器等方式减少高频干扰信号的传输。

抗干扰能力提升除了控制电磁辐射外，提升设备的抗干扰能力也是电磁兼容设计的重要内容。

以下是常用的提升抗干扰能力的措施：•优化电源设计：采用稳定的电源供电，以减少外部电源的干扰。

•使用滤波器：在输入和输出端口处加装滤波器，以抑制干扰信号。

•采用屏蔽措施：使用屏蔽线缆、屏蔽罩等措施，以减少外界干扰信号的影响。

常用的电磁兼容设计方案根据不同的应用场景和需求，可以采取不同的电磁兼容设计方案。

以下是常用的几种方案：PCB设计方案PCB设计是电磁兼容设计中的关键环节。

以下是一些常用的PCB设计方案：•地面设计：合理规划地面，减少电磁辐射。

•路径优化：通过合理规划信号线和电源线的路径，减少互相之间的干扰。

•分区设计：将不同功能的电路分区，减少相互之间的干扰。

外壳设计方案外壳设计是抑制电磁泄漏和接收外部干扰的重要手段。

以下是一些常用的外壳设计方案：•金属外壳：采用金属外壳能够有效屏蔽电磁辐射和外部干扰。

•导电涂层：在塑料外壳上添加导电涂层，提高屏蔽效果。

地线设计方案良好的地线设计能够减少电磁辐射和提升抗干扰能力。

以下是一些常用的地线设计方案：•单点接地：将所有地线连接到一个点上，减少地线之间的互相干扰。

基于FPGA 的核电安全级DCS保护逻辑组态软件的设计冯勋亮;许元元
【期刊名称】《移动信息》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】核电安全级 DCS 主要用于反应堆保护系统,其功能是在当反应堆超出安全限值范围时,产生控制动作触发反应堆停堆。

相对于传统的 CPU 技术,FPGA 技术实现的 DCS 系统更适用于保护系统。

但通常的 FPGA 应用存在逻辑组态编程对应用工程师要求过高的问题。

为了解决此问题,文章提出控制器和组态软件的基于硬件可编程器件的预开发块的方案,并对核电安全级 DCS 系统的特定要求进行分析,设计了逻辑组态软件中的变量组态、逻辑组态,实现了逻辑监视与调试的功能。

【总页数】3页(P0001-0003)
【作者】冯勋亮;许元元
【作者单位】中核控制系统工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM623
【相关文献】
1.核电厂中基于非安全级DCS设备控制设计
2.基于FPGA的安全级PLM在核电DCS中的应用
3.基于设计分析器的CAP1400核电厂非安全级仪控系统控制逻辑设计验证
4.核电站安全级DCS应用软件逻辑的自动化测试研究
5.核电站安全级DCS系统应用软件逻辑测试方法的研究与优化
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电磁兼容设计方案电磁兼容(EMC)设计方案是为了保证电气设备能够在电磁环境中正常工作而制定的一系列措施。

下面将介绍一个基本的电磁兼容设计方案，以确保电气设备的可靠性和性能。

首先，需要进行全面的电磁环境调研。

通过测量，分析和评估电气设备所处的电磁环境，包括电磁场强度、频谱分布和其他干扰源等。

了解电磁环境对设备的影响，为后续的设计和改进提供依据。

其次，在电路设计中采用合适的电磁屏蔽措施。

包括使用抗干扰电路，提高电路的抗干扰能力。

在电路板布局时，尽量避免高频信号线和低频信号线的交叉，并采用分层布线和差分信号传输方式，减少电磁辐射和敏感性。

同时，在电路板布局和元器件选择中，要考虑到电磁兼容的要求。

合理布局电源和信号线路，减少回路面积和长度。

选择具有良好抗干扰能力的元器件，对于敏感元件，要采取良好的隔离措施。

另外，对电气设备进行合理的屏蔽设计。

可以采用金属壳体、屏蔽罩等方式对设备进行外部屏蔽，阻止外部电磁干扰的进入。

同时，在设计电路板时，合理安排信号和电源线的布局，减少电流回路面积和长度，减少电磁辐射。

此外，进行全面的电磁兼容测试和评估。

通过实验室测试，对电气设备的电磁兼容性进行评估，包括辐射干扰和传导干扰。

根据测试结果，对设备进行必要的改进和优化，确保其在各种电磁环境下能够正常工作。

最后，制定完善的电磁兼容管理策略。

包括制定电磁兼容设计标准和规范，对设备生产过程进行控制，确保每个生产的设备都符合相应的标准要求。

同时，培训和教育工作人员，提高其对电磁兼容问题的认识和处理能力。

综上所述，一个完善的电磁兼容设计方案涉及到电磁环境调研、电路设计和布局、屏蔽设计、兼容性测试和评估以及管理策略等方面。

通过采取合适的措施，可以确保电气设备在各种电磁环境下的可靠性和性能。

电磁兼容解决方案一、背景介绍电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指各种电子设备在同一电磁环境下能够共存并正常工作的能力。

随着现代电子设备的广泛应用，电磁干扰问题日益突出，对电磁兼容性的要求也越来越高。

为了解决电磁兼容性问题，制定一套标准化的解决方案是非常必要的。

二、问题描述在电磁兼容性问题中，主要存在以下几个方面的问题：1. 电磁辐射干扰：电子设备产生的电磁辐射干扰会对周围的电子设备和通信系统造成干扰，影响其正常工作。

2. 电磁感应干扰：电子设备对外部电磁场的感应会导致设备内部的干扰，影响设备的性能和可靠性。

3. 电磁耐受性问题：电子设备对外部电磁场的耐受能力不足，容易受到干扰而发生故障。

三、解决方案为了解决电磁兼容性问题，可以采取以下几个方面的措施：1. 设计合理的电磁屏蔽结构：通过合理设计电子设备的外壳和内部结构，减少电磁辐射和感应干扰。

可以采用金属屏蔽罩、屏蔽隔间等方式来实现电磁屏蔽。

2. 优化电路布局和地线设计：合理布局电路板上的元器件和信号线，减少电磁辐射和感应干扰。

地线的设计也非常重要，要保证地线的连续性和低阻抗。

3. 使用滤波器和抑制器：在电子设备的输入和输出端口加装滤波器和抑制器，可以有效地减少电磁干扰的传导和辐射。

4. 选择合适的元器件和材料：选择具有良好抗干扰性能的元器件和材料，能够减少电磁辐射和感应干扰。

5. 进行电磁兼容性测试和评估：在产品开发的各个阶段进行电磁兼容性测试和评估，及时发现和解决问题，确保产品的兼容性。

四、实施步骤1. 制定电磁兼容性测试计划：根据产品的特点和要求，制定电磁兼容性测试的内容和方法。

包括辐射测试、传导测试、敏感度测试等。

2. 进行电磁兼容性设计分析：对产品的电路、布局、接地等进行分析，找出可能存在的电磁兼容性问题，并提出相应的改进措施。

3. 进行电磁兼容性仿真分析：利用电磁仿真软件对产品进行仿真分析，预测和评估产品的电磁兼容性能。

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101599628A [43]公开日2009年12月9日[21]申请号200910023266.7[22]申请日2009.07.10[21]申请号200910023266.7[71]申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白路2号[72]发明人相征 刘校伟 冀晗 任鹏 徐连军 [74]专利代理机构陕西电子工业专利中心代理人王品华 朱红星[51]Int.CI.H02H 3/08 (2006.01)权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 5 页[54]发明名称基于FPGA的固态功率控制器反时限过电流保护装置[57]摘要本发明公开了一种基于FPGA的固态功率控制器反时限过电流保护装置，主要解决现有反时限过电流保护装置可靠性差、功耗大、精度低和抗强电磁干扰性能差的问题。

本发明是在FPGA内部设置时钟管理模块、多路数据寄存器组模块、FSM控制模块、反时限过电流保护模块和输出控制模块，多路数据寄存器组模块接收FSM控制模块地址信号，并输出数据到FSM控制模块，FSM控制模块对数据判决，判决后的数据进入反时限过电流保护模块，反时限过电流保护模块计算的结果返回FSM控制模块，FSM控制模块对返回数据进行比较，比较结果送给输出控制模块，该模块输出控制信号到外界电路，时钟管理模块为各模块提供工作时钟。

本发明具有精度高、可靠性强、抗强电磁干扰和功耗低等优点。

200910023266.7权 利 要 求 书第1/2页 1.一种基于F P G A的固态功率控制器反时限过电流保护装置，包括： 多路数据寄存器组模块：用于对外界多路数据进行分组，以区分不同路数的数据，接收F S M控制模块输入的地址信号，同时向F S M控制模块输出数据； FSM控制模块：用于接收多路数据寄存器组输出的数据，送给反时限过电流保护模块，并接收反时限过电流模块计算得到的数据，与基准值进行比较，判决是否执行关断命令，输出控制信号；反时限过电流保护模块：利用FSM输入的数据和系数信号完成相应的乘法，加法和锁存计算，并向FSM控制模块反馈回计算结果；输出控制模块：接收FSM控制模块发出的控制信号，输出给FPGA外界电路； 时钟管理模块：为整个FPGA工作模块提供工作时钟；所述的FSM控制模块分别与多路数据寄存器组、反时限过电流保护模块双向连接，并与输出控制模块单向连接。

电力系统中基于FPGA的保护系统算法设计电力系统一直是工业界中的重要系统之一，它的一个关键问题是如何保护系统不受到电力故障的损害。

然而，传统的电力保护设计方法已经无法满足现代电力系统对保护的高要求。

目前，基于FPGA的电力保护系统的算法设计成为了一种趋势。

一、电力系统中的保护电力系统作为现代社会的重要基础设施，承担着输送电能和保证电能系统安全、稳定运行的任务。

电力系统中的保护设备主要是为了保护输电、变电等装置免受电气故障的影响，减轻或避免电气故障对电力系统的损害，保证电力设备的安全和可靠运行。

电力系统的保护设备主要包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、继电保护等，其中，继电保护是最基本的保护手段。

二、传统电力保护设计方法存在的问题传统的电力保护设计方法已经无法满足现代电力系统对保护的高要求。

目前，电力系统的重要问题之一是电量测量精度和保护速度的提高。

传统的电力保护设计方法依赖于组合逻辑和软件，难以满足高速、高精度的要求，且受到控制系统的限制。

传统的电力保护设计方法难以在最短的时间内完成保护措施的动作，以及能够应对各种故障情况所需的繁琐逻辑处理。

三、基于FPGA的电力保护系统针对传统的电力保护设计方法存在的问题，基于FPGA的电力保护系统逐渐得到关注，它可以实现多个保护功能并行运行，具有高度的可靠性和实时性。

基于FPGA的电力保护系统的核心在于算法设计。

FPGA芯片具有高速、可编程、可定制、可扩展等特点，可以提高电力保护系统的速度和精度。

FPGA中的DSP核可以进行高速、高精度的算法计算，从而实现电力系统的高效保护。

在基于FPGA的电力保护系统中，智能快速保护算法是重点研究的方向。

该算法要求实时响应所需的时间小于故障的最小持续时间，可按照预设的保护规则进行动作，同时能检测到所有故障类型。

智能快速保护算法能够实现故障的精确定位，从而减少电力系统的损失。

四、基于FPGA的电力保护系统算法设计在基于FPGA的电力保护系统算法设计中，需要针对不同的故障类型进行不同的算法设计。

基于FPGA的反应堆控制保护系统的设计
 摘要：在基于现场可编程门阵列(FPGA)的反应堆控制保护系统设计中，针对各种电子设备的电磁干扰，通过在硬件设计中采用信号隔离、消噪、消激和阈值调节电路等抗干扰措施，并利用软件提高抗干扰能力，实现了电磁兼容性设计，为反应堆控制保护系统提供了较强的抗电磁干扰能力，确保了反应堆的安全、可靠和稳定运行。

1 引言
 电磁兼容性是指电子设备所具有的抑制外部电磁干扰的能力，同时该设备产生的电磁干扰应低于规定的限度，不能影响同一电磁环境中其他电子设备的正常工作。

随着电子设备的日益普及，电磁干扰日益严重，电磁兼容性的设计变得更加重要。

电磁兼容性设计是一项复杂的系统工程，设计中要参照实际电磁环境提出具体要求，进而提出解决的技术措施。

 反应堆控制保护系统所涉及的电子设备种类繁多，内部电路复杂，包括数字信号处理系统、输入／{畲出通道、数字显示装置、接口电路、驱动电路、控制模块及稳压电源等，是模拟与数字电路并存、硬件与软件相结合的统一体。

电子设备的电磁干扰不仅不同程度地影响反应堆安全重要设备和系统的功能，而且还可能对反应堆的安全运行造成威胁。

为了提高控制保护系统的。

基于 NuPAC的核电厂反应堆保护系统曾海;I.SIEDLARCZYK;毛欢【摘要】The field programmable gate array (FPGA) technology ,as a digital electron-ics technology different from CPU technology ,is being applied more and more widely in nuclear safety instrumentation and control (I&C ) system now . T he architectures of FPGA based nuclear safety platform NuPAC and the reactor protection system based on NuPAC were presented ,and improvements at the simplification of system design ,inde-pendence and diversity of reactor protection system (RPS) architecture were analyzed in this paper .The advantages of FPGA technology to improve the determinism ,security and sustainability of RPS system were analyzed .The system requirement analysis and the challenges related with requirements analysis were discussed .It will provide good reference for the development of other FPGA based safety I&C system in China .%现场可编程门阵列（FPGA ）技术作为一种不同于CPU技术的数字电子技术，越来越广泛地用于核电厂安全级仪控系统。

基于FPGA的电磁无损检测系统的设计与实现的开题报告标题：基于FPGA的电磁无损检测系统的设计与实现一、选题背景电磁无损检测技术是一种应用广泛的非破坏性检测方法，主要用于检测各种材料内部的缺陷和损伤，如裂纹、孔洞等。

随着科技的不断发展，电磁无损检测技术已经成为了各个领域中不可或缺的检测手段之一。

现阶段，电磁无损检测技术主要采用计算机数字化处理技术进行信号处理，但存在复杂度高、响应速度慢、计算耗时长的不足。

因此，为了满足电磁无损检测系统对响应速度和计算能力的要求，可以采用FPGA进行信号处理。

FPGA具有高效性、可重构性、低功耗等优点，能够有效地提高系统的处理速度和响应能力。

二、研究目的本课题旨在设计一种基于FPGA的电磁无损检测系统，利用FPGA的高效性和可编程性对电磁信号进行实时处理，快速地检测材料内部的缺陷和损伤，提高信号处理速度和检测准确度。

三、论文结构本论文首先介绍电磁无损检测技术的基本原理和应用领域，分析传统无损检测方法的不足之处，然后介绍FPGA的基本原理和特点，分析其在电磁无损检测中的应用优势。

接着，设计基于FPGA的电磁无损检测系统的硬件架构和信号处理流程，并详细阐述各个模块的功能和作用。

最后，进行实验验证，比较实验结果和传统无损检测方法的差异性和优劣性，证明该系统的可行性和有效性。

四、研究内容和技术路线本课题的研究内容主要包括：1. 基于FPGA的电磁无损检测系统硬件设计和实现。

2. 电磁无损检测信号的采集和预处理。

3. 电磁信号的数字化处理和特征提取算法的设计。

4. 实验验证和性能测试。

技术路线如下：1. 确定电磁无损检测系统的硬件架构和信号处理流程。

2. 设计并实现数据采集模块、信号预处理模块和信号处理模块等。

3. 开发并优化电磁信号的数字化处理和特征提取算法。

4. 利用实验平台进行实验验证和性能测试。

五、可行性分析本课题采用的技术路线和方法已经有前人经验和相关研究支持，因此具有较高的可行性。

基于FPGA的电磁推进装置同步触发系统的优化设计的开题报告一、选题背景和意义随着科技的不断发展和进步，探索宇宙已经成为了人类的愿望之一。

在航天领域中，电磁推进装置（Electromagnetic Propulsion, EMP）被认为是一种有效的推进方式，可以不依赖化学能量实现推进并获得更高的速度。

因此，EMP技术被广泛地应用于轨道飞行器、卫星等空间探测设备的推进系统中。

然而，EMP系统的控制需求非常严格，需要高精度且可靠的同步控制。

传统的控制方法往往采用CPLD或微控制器等嵌入式设备进行控制，但这样的方法存在着灵活性低、可扩展性差以及时钟频率低等问题。

因此，本课题旨在基于FPGA设计一种高精度、高灵活性的EMP同步触发系统，以增强EMP系统的控制和可编程性，提高EMP的推进效率。

二、研究内容和方法本研究采用FPGA作为基础芯片，设计EMP的同步触发控制系统。

具体研究内容包括：1. 设计EMP系统的电路原理图，确定所需控制信号的类型和特征。

2. 在FPGA平台上进行数字信号处理和同步触发控制算法的设计与实现，实现控制信号的高速产生和同步控制操作。

3. 创新性地设计一种EMP系统的时钟同步技术，以提高控制精度和可靠性。

4. 对系统进行实验测试和性能优化，验证系统的可行性和有效性。

研究方法：1. 采用硬件编程和Verilog语言进行FPGA芯片的设计和开发。

2. 采用数字信号处理技术和同步触发算法进行开发，实现EMP系统的逻辑控制。

3. 利用DSP器件实现数学运算和处理，提高算法的速度和效率。

4. 运用现代仪器仪表进行系统的性能测量和分析。

三、预期成果与创新点1. 实现EMP控制系统的高速产生和同步控制。

2. 通过创新的时钟同步技术，提高系统的控制精度和可靠性。

3. 验证本研究的方案在EMP系统中的可行性和有效性，能够为下一步研究提供参考。

4. 本研究在技术路线、技术手段、技术方案等方面提出了新的创新点。