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基于矩阵求逆的电机FPGA实时仿真模型
1
作者
周斌
汪光森
+2 位作者
李卫超
王志伟
王康
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第2期17-26,共10页
FPGA实时仿真中通过查表法建立的电机非线性模型存在通用性不高、精确度受限于片上存储资源等问题,为此建立了基于矩阵求逆的电机FPGA实时仿真模型。为了减小电感矩阵求逆对仿真实时性的影响,算法中选择了前向欧拉离散方法以及基于LDL ...
FPGA实时仿真中通过查表法建立的电机非线性模型存在通用性不高、精确度受限于片上存储资源等问题,为此建立了基于矩阵求逆的电机FPGA实时仿真模型。为了减小电感矩阵求逆对仿真实时性的影响,算法中选择了前向欧拉离散方法以及基于LDL T分解的矩阵求逆方法;模型框架中设计了电感矩阵更新及其求逆与电机方程更新并行处理的顶层框架,设计了以高速浮点乘累加器和浮点除法器为基本单元的底层计算架构;程序实现中采用了数据驱动的方法控制基本计算单元的任务调度。以Xilinx Virtex7 xc7vx485t为目标芯片,评估了以三相感应电机为例建立的电机模型FPGA程序,进行了电感参数定常与饱和两种工况下的离线仿真与实时仿真。所建电机FPGA实时仿真模型能够达到320 MHz的运行频率、793.75 ns的仿真步长,定子电流和转子电角速度的最大相对稳态误差分别为3.13%、0.70%。
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关键词
fpga实时仿真
电机非线性模型
矩阵求逆
LDL
T分解
数据驱动
浮点数
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职称材料
题名
基于矩阵求逆的电机FPGA实时仿真模型
1
作者
周斌
汪光森
李卫超
王志伟
王康
机构
海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室
出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第2期17-26,共10页
基金
国防科技重点实验室项目(6142217200305)。
文摘
FPGA实时仿真中通过查表法建立的电机非线性模型存在通用性不高、精确度受限于片上存储资源等问题,为此建立了基于矩阵求逆的电机FPGA实时仿真模型。为了减小电感矩阵求逆对仿真实时性的影响,算法中选择了前向欧拉离散方法以及基于LDL T分解的矩阵求逆方法;模型框架中设计了电感矩阵更新及其求逆与电机方程更新并行处理的顶层框架,设计了以高速浮点乘累加器和浮点除法器为基本单元的底层计算架构;程序实现中采用了数据驱动的方法控制基本计算单元的任务调度。以Xilinx Virtex7 xc7vx485t为目标芯片,评估了以三相感应电机为例建立的电机模型FPGA程序,进行了电感参数定常与饱和两种工况下的离线仿真与实时仿真。所建电机FPGA实时仿真模型能够达到320 MHz的运行频率、793.75 ns的仿真步长,定子电流和转子电角速度的最大相对稳态误差分别为3.13%、0.70%。
关键词
fpga实时仿真
电机非线性模型
矩阵求逆
LDL
T分解
数据驱动
浮点数
Keywords
field programmable gate array-based real-time simulation
electric machine nonlinear model
matrix inversion
LDL T decomposition
data-driven method
floating point number
分类号
TM34 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于矩阵求逆的电机FPGA实时仿真模型
周斌
汪光森
李卫超
王志伟
王康
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
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