• 전자공학회논문지C
• /
• 제35C권11호
• /
• pp.21-30
• /
• 1998

본 논문에서는 FPGA를 이용하여 산업용 구동장치로 널리 사용되고 있는 유도 전동기의 디지털 전류 제어시스템을 구현하였다. 이를 위해 VHDL을 이용하여 FPGA를 설계하였으며 이 FPGA는 PWM 발생부, PWM 보호부, 회전속도 검출부, 프로그램 폭주 방지부, 인터럽트 발생부, 디코더 로직부, 신호 지연 발생부 및 디지털 입·출력부로 각각 구성되어있다. 본 FPGA의 설계시 고속처리의 문제점을 해결하기 위해 클럭전용핀을 활용하였으며 또한 40 MHz에서도 동작할 수 있는 삼각파를 만들기 위해 업다운 카운터와 래치부를 병렬 처리함으로써 고속화하였다. 특히 삼각파와 각종 레지스터를 비교 연산할 때 많은 팬아웃 문제에 따른 게이트 지연(gate delay) 요소를 줄이기 위해 병렬 카운터를 두어 고속화를 실현하였다. 아울러 삼각파의 진폭과 주파수 및 PWM 파형의 데드 타임 등을 소프트웨어적으로 가변 하도록 하였다. 이와 같은 기능들을 FPGA로 구현하기 위하여 퀵로직(Quick Logic)사의 pASIC 2 SpDE와 Synplify-Lite 합성툴을 이용하여 로직을 합성하였다. 또한 Verilog HDL 환경에서 최악의 상황들(worst cases)에 대한 최종 시뮬레이션이 성공적으로 수행되었다. 아울러 구현된 FPGA를 84핀 PLCC 형태의 FPGA로 프로그래밍 한 후 3상 유도전동기의 디지털 전류 제어 시스템에 적용하였다. 이를 위해 DSP(TMS320C31-40 MHz)와 FPGA, A/D 변환기 및 전류 변환기(Hall CT) 등을 이용하여 3상 유도 전동기의 디지털 전류 제어 시스템을 구성하였으며, 디지털 전류 제어의 효용성을 실험을 통해 확인하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.339-346
• /
• 2019

Multi-axis servo systems are widely used in various fields such as industiral systems for improving production efficiency, robotics and complex systems where many mechanical devices and sensor systems are connected. Such a servo system requires that the servo control technique to realize the synchronization of the drive shaft in the steady state and transient conditions and to control so as to follow the target track in order to improve product precision and production efficiency. In addition, embedded type hardware is required for smooth control of the entire multi-axis system. Therefore, this paper uses hardware based on FPGA which is widely used in digital signal processing field and various control system because hardware design change is easy and parallel processing is possible. In addition, Labview based servo motor control program was studied that can control the servo motor by ensuring the performance and flexibility of the FPGA and follow the target trajectory according to various speed processing and accurate timing synchronization.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
• /
• pp.1254-1258
• /
• 2004

This paper presents of position control of Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) the implementation with Field Programmable Gate Array (FPGA) is proposed. Cascade control with inner loop as a current control and an outer loop as a position control is chosen for simplicity and fast response. FPGA is a single chip (single processing unit), which will perform the following tasks: receive and convert control signal, create a reference current signal, control current and create switch signal and act as position controller in a addition of zero form. The 10 kHz sampling frequency and 25 bit of floating point data are defined in this implementation.The experimental results show that the performance of FPGA based position control is comparable with the hardware based position control, with the advantage of control algorithm flexibility

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
• /
• pp.1028-1031
• /
• 2003

The implementation of PI controller with the FPGA is for controlling the speed of DC motor in the digital system. FPGA is assigned to 1. Outer speed control loop. The signal from the speed comparison will be in the PI controlling form transfer function of Direct Form I or PI Parallel Form. 2.Inner current control loop. The signal from the current comparison will be converted into switching function in sliding mode condition. Its output will be a controller of DC motor in the next step. The result from using FPGA will be close to the value of simulation in the analog control system. The sampling rate 40 kHz and 16 bit of 2's complement data are defined in this presentation.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.500-509
• /
• 2007

본 논문에서는 FPGA를 사용하여 진행파형 초음파모터의 2상 입력 전원 전압의 주파수, 전압, 전압차 및 2상 간의 위상차 조절이 가능하고, 최대 8대의 초음파모터를 동시에 제어할 수 있는 PC기반 8채널 USB통신 초음파모터 디지털 제어기를 제안한다. 제안한 제어기는 FPGA를 사용한 디지털 논리에 의해 각각의 파라미터를 실시간으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 속도 및 위치 센서인 로터리 엔코더의 카운터 회로를 FPGA 회로에 내장시킴으로써 별도의 외부 회로 구성이 불필요하여 제어기의 크기나 생산비용의 절감을 기대할 수 있다. 제안한 새로운 방식의 제어기의 성능을 검사하기 위해서 홀딩토크가 다른 2가지 타입의 초음파모터에 대한 각 파라미터 조절에 따른 무부하 속도 특성을 실험하였다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제15권1호
• /
• pp.131-145
• /
• 2015

The voltage-source inverters (VSI) supplying a motor drive are prone to open transistor faults. To address this issue in fault-tolerant drives applicable to electric vehicles, a new open transistor fault diagnosis (FD) method is presented in this paper. According to the proposed method, in order to define the FD index, the phase angle of the converter output current is estimated by a simple trigonometric function. The proposed FD method is adaptable, simple, capable of detecting multiple open switch faults and robust to load operational variations. Keeping the FD in mind as a mandatory part of the fault tolerant control algorithm, the FD block is applied to a five-phase converter supplying a multiphase fault-tolerant PM motor drive with non-sinusoidal unbalanced current waveforms. To investigate the performance of the FD technique, the fault-tolerant sliding mode control (SMC) of a five-phase brushless direct current (BLDC) motor is developed in this paper with the embedded FD block. Once the theory is explained, experimental waveforms are obtained from a five-phase BLDC motor to show the effectiveness of the proposed FD method. The FD algorithm is implemented on a field programmable gate array (FPGA).

• 전력전자학회논문지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.127-134
• /
• 2006

고성능 DSP 또는 마이크로프로세서를 통해 구현되던 벡터제어를 프로그램이 가능한 소자인 FPGA를 통해 하드웨어로 구현하였다. 이를 위해 벡터제어 알고리즘을 구성하는 제어 블록들을 VHDL을 통해 모듈화 하고, 모듈화한 벡터제어 알고리즘을 FPGA에 프로그래밍 하여 하드웨어 벡터제어기를 구현하였다. 그리고 하드웨어 벡터제어기의 성능을 검증하기 위해 영구자석 동기 전동기 구동을 위한 벡터제어 시스템을 구성하고, 소프트웨어 기반 벡터제어 시스템과 벡터제어 알고리즘 연산시간 및 성능에 대한 비교연구를 수행하였다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제10권1호
• /
• pp.65-71
• /
• 2010

This paper presents the design and implementation of voltage source inverter type SVPWM based speed control of an induction motor using a fuzzy PI controller. This scheme enables us to adjust the speed of the motor by controlling the frequency and amplitude of the stator voltage; the ratio of the stator voltage to the frequency should be kept constant. A model of the fuzzy control system is implemented in real time with a Xilinx FPGA XC3S 400E. It is introduced to maintain a constant speed to when the load varies.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제13권1호
• /
• pp.362-371
• /
• 2018

This work proposes FPGA implementation of Carrier Disposition PWM for closed loop seven level diode clamped multilevel inverter in speed control of induction motor. VLSI architecture for carrier Disposition have been introduced through which PWM signals are fed to the neutral point seven level diode clamped multilevel using which the speed of the induction motor is controlled. This proposed VLSI architecture makes the power circuit to work better with reduced stresses across the switches and a very low voltage and current total harmonic distortion (THD). The output voltages, currents, torque & speed characteristics for seven level neutral point diode clamped multilevel inverter for AC drive was studied. It has observed the proposed scheme introduces less distortion and harmonics. The results were validated using real time results.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.254-256
• /
• 2005

This paper describes a design of a vector control module for AC motor using high density FPGA. In the proposed vector controller, the vector control blocks including inverse dq transform, space vector PWM and quadrature encoder pulse module are implemented in a FPGA using a VHDL. The simulation results are provided to show the validity of the proposed vector control module.