一种基于DSP和CPLD的通用型模糊控制器的设计和应用

专利名称：一种基于DSP+CPLD架构的三电平有源电力滤波器控制系统
专利类型：实用新型专利
发明人：徐革平,蔡剑,袁钥
申请号：CN201922145227.6
申请日：20191203
公开号：CN210864379U
公开日：
20200626
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种基于DSP+CPLD架构的三电平有源电力滤波器控制系统，通过多路信号调理模块连接的ADC模块和DSP模块分别对采样值输入信号中的高采样频率信号和低采样频率信号进行采样处理，利用ADC模块直接连接信号调理模块进行信号采样调节后通过CPLD模块反馈至DSP模块，实现滞环电流比较控制，不用设计PI控制器，实时跟踪性能好，补偿电流响应快，无载波谐波电流的特性，使输出性能稳定，同时ADC模块和DSP模块进行采样调节，采样速率高，利用CPLD模块作为DSP模块连接ADC模块实现协调控制，能够有效实现高次谐波电流治理。

申请人：西安西驰电气股份有限公司
地址：710016 陕西省西安市高新区草堂科技产业基地秦岭四路西二号
国籍：CN
代理机构：西安通大专利代理有限责任公司
代理人：李晓晓
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CPLD在基于DSP的智能执行器中的应用1 引言数字信号处理系统由于其强大的高速处理能力正在得到越来越广泛的应用。

作为电动执行器，由于电机的时变性和强耦合性使系统具有很强的实时性要求，采用DSP芯片构成系统成为满足这个要求的最好方法之一。

同样控制系统的体积是影响系统应用范围的一个重要因素，控制系统的体积越小，其应用范围就越广泛，在处理器内部集成了大量功能模块的DSP芯片也极大地满足了减小体积的要求。

但是，控制芯片本身可以集成的功能是有限的，数字信号处理系统中，不可避免的包含了大量的外围电路。

这些外围电路包括A/D、D/A转换电路，时钟电路以及其它各种接口电路。

各种外围电路实现其特定的功能，扩展了系统的功能和应用范围，在数字信号处理系统中起到了非常重要的作用。

复杂可编程逻辑器件(CPLD是数字信号处理系统的主要外围扩展芯片之一。

CPLD器件在很小的体积内集成了大量的门电路，并且可以实现在系统编程(ISP，可以广泛的应用于IO接口扩展、RAM扩展、时序和组合逻辑的实现等。

可编程逻辑器件可以分为三大类，即GAL、FPGA和CPLD。

其中，CPLD具有布线能力强、系统在线编程、高速信号传递、高可靠性、高抗干扰性和简单易用等突出优点，非常适合中小型的系统应用。

目前，CPLD器件的生产厂家主要有ALTERA、LATFICE、XILINX等，这些厂家提供了种类丰富的CPLD器件。

本文以ALTERA公司的MAX7000系列EPM7064型CPLD为例，介绍该元件在数字信号处理中的应用和CPLD的突出优点。

2 MAX7000系列复杂可编程逻辑器件2.1 结构和功能MAX7000系列器件是基于ALTERA公司第二代MAX结构的高集成度高可靠性的可编程逻辑器件。

采用CMOS技术基于EEPROM的MAX7000系列器件可以提供600-5000个门电路，并具有系统在线编程能力，管脚之间的延时时间最小可以达到5ns。

其引脚可以完全兼容TTL电平和CMOS电平。

• 115•研制了一种针对储能装置的协调控制系统，该系统是基于DSP+CPLD构成，采用DSP芯片TMS320F28335为核心，在逻辑电路中采用CPLD 芯片EPM570F256C5N来实现对系统开入开出量的监测及通信控制，DSP芯片通过总线与CPLD 芯片通讯连接。

使用DSP内部自带的12位A/D来完成16路电压和电流信号的采样，完成进线侧电压电流信息的采集及处理，同时监测BMS和储能整流模块的运行状态，完成同上级监控和本地监控的以太网通讯，以实现对监控系统和BMS、储能整流模块的协调控制。

1.引言大规模储能技术在很大程度上可以解决光伏发电、风电和分布式能源所面临瓶颈问题，可以实现新能源发电的平滑输出，成为代替常规机组调峰、调频的稳定可靠运行的经济而有效的手段（叶季蕾，薛金花，王伟，等.储能技术在电力系统中的应用现状与前景：中国电力，2014）。

目前国内外大规模储能装置的成本过高限制了储能技术的发展与应用，各种储能系统的协调优化技术都需要有新的突破（艾欣，董春发，储能技术在新能源电力系统中的研究综述：现代电力，2015）。

储能装置是一个复杂的通讯网络系统，目前其控制器通常采用传统的变流器控制板来实现。

传统的变流器控制板运行效率低，可靠性差且运用不够灵活，不能满足储能装置的通讯网络需求（仇志凌，基于LCL 滤波器的三相三线并网变流器若干关键技术研究：浙江大学，2009）。

为进一步改善储能装置的控制系统，本文提出了一种基于DSP 与CPLD 的储能装置协调控制器，响应速度快、可靠性高、且具有动态调节的能力，解决了传统储能装置控制板运行效率低、可靠性差的问题。

采用具有快速响应和动态调节能力的储能技术能够有效提高新能源电力系统的稳定性。

2.系统功能及结构本系统主要完成BMS 信息的采集及处理、装置进线侧电压电流信息的采集及处理、系统级的功率分配及策略控制、底层模块的开出控制、电池开关位置和交流侧开关位置等开入信息的采集以及同基于DSP与CPLD的协调控制系统设计许继电源有限公司 赵瑞霞 刘建鹏 吴道阳河南卷烟工业烟草薄片有限公司 吕新亮许继电源有限公司 胡占磊 王聪慧 王 锐上级监控和本地监控的通讯功能，以实现对储能监控系统和BMS 、储能变流模块的协调控制。

基于DSP+CPLD的新型智能监测系统设计与开发
一、背景及DSP+CPLD 系统优越性作为电气主设备，电动机是数量最多的一种，电动机及其保护的运行正常与否，直接关系到国计民生。

据统计，可靠的保护每年可减少约20 万台（次）以上的电动机烧毁，减少经济
损失数亿元。

传统智能仪器大多数都是在单片机系统基础上开发的。

基于单片机的保护装置受其内部结构、时钟和总线的限制，运算能力弱，实时性差，软硬件通用性不强，系统灵活性不高，日益不能满足上述需要。

DSP 处理器因内部采用了区别于传统单片机冯·诺依曼结构的哈佛结构而克服了取指令和数据都通过同一条总线完成而造成的传输通道瓶颈效应的问题。

可编程逻辑器件（PLD）经
历了从PROM、PLA、PAL、GAL 等低密度的PLD，发展到CPLD 和FPGA 两种大规模的PLD，开发工具越来越完善，应用越来越普及。

将CPLD/FPGA 和DSP 技术的结合起来实现DSP 器件系统的解决方案，为测控仪器向高层次智能化方向发展提供了充分的现实可行性。

为实现对电力系统大型设备智能在线监测，本文以WSM2000 DSP 智能电动机保护装置项目为背景，对一种DSP+CPLD 新型的智能仪器结构进行了
研究和设计。

二、系统结构
本系统采用美国TI 公司生产的浮点DSP 器件TMS320C32 作为底层主处理器件，实现对A/D 采集得到的数字信号进行处理，并且把所有控制电路、地址分配等设计在EPM7128S 中，使整个系统结构简单化，体积小型化，功能多样化。

AD1674 用来进行信号的采集，FLASH Memory 用来存放软件代码、。

基于DSP+CPLD的有源电力滤波器控制系统的设计
吴硕;杨林
【期刊名称】《自动化技术与应用》
【年(卷),期】2010(029)008
【摘要】为了解决三相四线制电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题,本文采用基于DSP+CPLD全数字控制的并联型有源电力滤波器(APF)来实现补偿.本文介绍了APF的系统结构及工作原理,并进行控制系统的优化设计.电流检测部分,采用先提取零序电流分量,然后利用基于瞬时无功理论的检测法;补偿电流跟踪控制部分采用定时滞环比较法;直流侧电压采用动态滞环控制法等.通过MATLAB 仿真结果表明,采用这种方案,可以对三相四线制系统中的谐波、无功、负序、零序等电流分量进行有效补偿,具有良好的动态补偿效果.
【总页数】4页(P82-85)
【作者】吴硕;杨林
【作者单位】辽宁装备制造职业技术学院,自动控制系,辽宁,沈阳,110161;辽宁省电力有限公司,锦州培训中心,辽宁,锦州,121001
【正文语种】中文
【中图分类】TM48
【相关文献】
1.基于FPGA的单相有源电力滤波器控制系统设计 [J], 谢锡锋;郑立玲;尹江红
2.基于DSP的并联型有源电力滤波器控制系统设计 [J], 贾红芳;费娟
3.基于DSP的有源电力滤波器控制系统设计 [J], 赖小华;乐江源;罗聪
4.基于DSP的有源电力滤波器控制系统的硬件设计 [J], 韩璐;陈君诚;刘芳;许丽云
5.基于DSP的单周控制三相有源电力滤波器控制系统设计 [J], 韩民强;孔凡旭;李晓岩
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一种基于PCC的通用模糊控制器的设计西北工业大学（西安710072）齐蓉林辉谢利理李玉忍【摘要】研究基于可编程计算机控制器（PCC），采用离线计算、在线查表插值的方法实现通用模糊控制器的设计方法。

提出增量式/位置式模糊控制输出算法、带死区的模糊控制算法以及二元三点插值法来改善控制器的性能，通过控制表和在线部分直接下载到PCC的CPU模块中的方法，来满足通用性的要求。

这种PCC通用模糊控制器可作为控制系统的一部分，也可用于控制过程分析、仿真和开发模糊控制系统的工具。

【关键词】模糊控制、PCCA PCC- based Universal Fuzzy Controller DesignQi rong Lin hui Xie Lili Li Yuren Abstract：In this paper, Universal Fuzzy Controller based on the Programmable Computer Controller ( PCC ) module, achieves prefer control function via the method of off-line inference and on-line interpolation bottom on Look-up table. the arithmetic of increment/position and end up area fuzzy control output and the method of duality three point interpolation are used, all of thisimprove its performance greatly. Look-up table is stored as data module. On-line part is a function block used conveniently. Look-up table and on-line part are loaded into CPU module. Universal Fuzzy Controller has complete functions and is easy to operate. So it can be used as one part of the industrial process control or a valuable associated software for analyzing and simulating control systems.Key words：Fuzzy control, PCC1 引言新一代的可编程计算机控制器（Programmable Computer Controller，简称PCC）以其高可靠性、编程方便、耐恶劣环境、功能强大等特性已成为工业控制领域中增长速度最迅猛的工业控制设备，它能很好地解决工业控制领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。

基于DSP+CPLD传感器控制系统的设计
潘盈
【期刊名称】《中国水运（下半月）》
【年(卷),期】2008(008)011
【摘要】介绍了一种电子设备中使用的传感器控制系统的设计,简述其工作原理.采用DSP+CPLD构成的嵌入式通用控制系统,具有外部接口丰富、成本低、体积小、功耗少等特点,实现了对负载的可靠控制.
【总页数】2页(P113-114)
【作者】潘盈
【作者单位】华中光电技术研究所,湖北,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于DSP+CPLD的高精度位置伺服控制系统设计 [J], 暨绵浩;
2.基于DSP+CPLD的恒流充电电源控制系统设计 [J], 吕书栋;阳成
3.基于DSP+CPLD的车用开关磁阻电机驱动控制系统的设计 [J], 张超;全力;朱孝勇;张战超;姚雪峰
4.基于DSP+CPLD的电动舵机控制系统的设计 [J], 陈诚;陈晓平;王识君
5.基于DSP+CPLD的有源电力滤波器控制系统的设计 [J], 吴硕;杨林
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