Σ一A A／D在电机控制系统中的应用研究.pdf

电气传动 2015年 第45卷 第8期 ELECTRICDRIVE 2015Vo1．45No．8 ∑一AA／D在 电机控制系统中的应用研究 温金鑫 ，王轲 ，贺永鹏 ，徐莉 ，张凯 (1．天津电气科学研究院有限公司，天津 300180； 2．中国石油化工集团天津分公司，天津 300271) 摘要：设计了一种应用于交流电机控制系统的∑～AA／D方案。使用仿真模型研究级联积分梳状 (ClC)滤 波器对比传统平均值滤波器的优势，对t：~ClC滤波器不同阶数和抽样率对信噪比及信号延时的影响。硬件采 用ADS1204实现二阶∑一A调制 ，FPGA实现3阶CIC滤波，采集精度和响应速度完全能够满足交流电机控制系 统精度及实时性要求。 关键词：∑一AA／D；级联积分梳状滤波器；交流电机控制系统 中图分类号：TN432 文献标识码 ：A ResearchandApplicationofX—-AA／DConverterinACMotorDriveSystem WENJin—xin，WANGKe，HEYong—peng，XULi，ZHANGKai (1．TianjinResearchInstituteofElectricScienceCo．，Ltd．， 0 n300180，China； 2．ChinaPetroleumandChemicalCorporationTianjinCompany，Tianjin300271，China) Abstract：Presenteda∑一△A ／DimplementationmethodappliedinACmotordrivesystem．Asimulationmodel wasusedtoresearchtheadvantageofcascadedintegrator·comb(CIC)filterovermeanfilter．Howdifferentordersand decimationratioofCICfilteraffectthesignaltonoiseratioanddelaywerestudied．Second—orderX-Amodulationwas implementedusingADS1204 and3rd—orderCIC filterwasimplementedwithinFPGA chip．Thisdataacquisition methodappliedinACmotordrivesystemCarlfullymeettheaccuracyandhardreal-timerequirements． Keywords：∑一AMD：cascadedintegrator-combfilter；ACmotordrivesystem 高精度的A／D转换器从使用技术的角度可 电机数字控制系统对检测信号的精度及实 分成两大类 ：一类采用并行比较和双斜积分等技 时l生有较高的要求。使用平均值滤波的∑一AA／D 术，主要依靠复杂的电路设计和器件的高精度得 转换器实时性好 ，但输出精度较低 ，常常不能满 到高精度的A／D输出，使用高性能的前端抗混叠 足精度要求。本文针对 电机控制系统低延时、高 滤波器在一定程度上防止了混叠噪声的影响，但 精度的要求 ，设计 了一种基于FPGA的∑一AA／D 也增加了设计的复杂程度 ；另一类是∑一AA／D转 方案，采用ADS1204进行二阶∑一△调制，FPGA实 换，采用过采样技术、量化噪声整形技术以及∑一△ 现CIC(级联积分梳状)滤波，既减少滤波环节的 调制技术，大大改善了基带内的信噪比，在提高 延迟，又能达到较高的转换精度 ，同时CIC算法 分辨率的同时对前置抗混叠滤波器的性能要求 简洁 ，采用级联积分和微分器 ，不使用