原文传递
基于FPGA NIOS软核的车辆变流器数据采集与通信系统设计
| 论文题名： | 基于FPGA NIOS软核的车辆变流器数据采集与通信系统设计 |
| 关键词： | 城轨车辆;变流器;FPGA NIOS软核;数据采集;通信系统 |
| 摘要： | 作为一种有效缓解城市人口出行压力的方式，城市轨道交通目前正在飞速发展。变流器是城轨车辆最重要的核心组成部分，而与其相关的数据采集技术及通信系统都是保障城轨车辆在调试和运行阶段的安全可靠、高效及智能化的重要因素。针对这两个方面，论文以“十一五”国家科技支撑计划重点项目“城市轨道交通能馈式牵引供电系统及牵引传动系统研制”为背景展开研究。 依据城轨车辆变流器的结构特征及工作原理，分析了其中的A/D数据采集对电机转子磁场定向控制和车辆的通信系统的影响及重要性，在此基础上，提出了对车辆变流器数据采集的需求分析。总结了现有数据采集技术的弊端，采用一种基于Delta-Sigma A/D二阶调制并基于FPGA使用VHDL硬件描述语言编程实现的三阶Sine数字滤波的新型数据采集方法。经仿真和实验验证，这种新型的A/D数据采集方法具有高分辨率、高速率、低延时及抗干扰的良好性能，能够满足车辆变流器对数据采集系统的需求。 针对车辆变流器的通信系统提出了网络接口和存储方面的需求分析。基于Altera公司强大的NIOSⅡ嵌入式软核处理器以及与其相关的Avalon总线架构和接口规范，结合车辆变流器的底层网络结构设计和系统硬件资源，基于QuartusⅡ和Qsys工具自定制IP核并对全部硬件IP模块进行添加、设置与连接，最终生成以NIOSⅡ CPU为核心的硬件系统。基于Eclipse开发环境实现NIOSⅡ硬件系统与上层软件程序之间的连接，且在硬件系统基础上完成软件程序的设计，实现RS232串口通信、以太网通信、LPC总线通信以及FLASH的读写操作等功能。 将车辆变流器的数据采集与通信系统同上位机的串口调试助手、虚拟示波器以及Labview车辆调试界面相结合，最终能够实现对车辆变流器工作状态的实时监控，完成车辆变流器与其他系统之间的数据传输与存储，确保车辆变流器在调试运行阶段以及日常维护维修阶段的方便性与可靠性。 |
| 作者： | 耍利娜 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 姜学东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
