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基于现场可编程门阵列的数字调节器设计

原子能科学技术 2009年第9期43卷 780-784页

作者：龙锋利程健中国科学院高能物理研究所北京100049

根据磁铁稳流电源闭环控制的基本原理,将模拟调节器及相关的外围控制电路采用全数字化控制技术,并通过嵌入数字信号处理模块的现场可编程门阵列(FPGA)来实现,设计了数字调节器(DRL)。通过样机试验证明,该数字调节器可实现对电源的全数... 详细信息

根据磁铁稳流电源闭环控制的基本原理,将模拟调节器及相关的外围控制电路采用全数字化控制技术,并通过嵌入数字信号处理模块的现场可编程门阵列(FPGA)来实现,设计了数字调节器(DRL)。通过样机试验证明,该数字调节器可实现对电源的全数字化调节和控制,满足多数加速器对静态磁铁稳流电源的控制需求。

关键词：加速器磁铁电源闭环控制数字调节器现场可编程门阵列

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加速器磁铁稳流电源的自适应型控制器设计

原子能科学技术 2017年第6期51卷 1116-1122页

作者：疏坤龙锋利韩超中国科学院高能物理研究所北京100049 中国科学院大学北京100049

本文通过在电源数控硬件平台上集成系统辨识模块对被控对象进行辨识,并使用集成于FPGA的软处理器来完成数据处理和参数计算,设计并完成了一种能适应负载变化且参数自整定的智能型控制器,其控制参数自动根据负载特性整定,不需人为干预。... 详细信息

本文通过在电源数控硬件平台上集成系统辨识模块对被控对象进行辨识,并使用集成于FPGA的软处理器来完成数据处理和参数计算,设计并完成了一种能适应负载变化且参数自整定的智能型控制器,其控制参数自动根据负载特性整定,不需人为干预。该控制器已在加速器磁铁电源上进行了测试,其主要技术指标满足使用要求。

关键词：磁铁电源系统辨识优化控制自适应控制器

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高能同步辐射光源电源远控系统设计

核电子学与探测技术 2022年第2期42卷 210-216页

作者：朱立新程司农姚自明储中明龙锋利北京师范大学互联网教育智能技术及应用国家工程实验室北京100875 中国科学院高能物理研究所北京100049

高能同步辐射光源HEPS采用了2800多个数字化电源,由第二代数字电源控制器DPSCMI来提供网络通信接口,软件协议采用了MODBUS TCP/IP协议.DPSCM主要由FPGA及其电源控制的固件程序构成.电源远程控制系统方案采用了基于服务器的IOC硬件设备,... 详细信息

高能同步辐射光源HEPS采用了2800多个数字化电源,由第二代数字电源控制器DPSCMI来提供网络通信接口,软件协议采用了MODBUS TCP/IP协议.DPSCM主要由FPGA及其电源控制的固件程序构成.电源远程控制系统方案采用了基于服务器的IOC硬件设备,软件基于EPICS分布式控制系统,同时开发了数字电源控制程序.基于目前搭建的HEPS电源远程控制系统,运行调试结果证明目前该电源控制系统方案结构简单、网络通信快捷、稳定性好,能够满足物理性能的需求.

关键词：高能同步辐射光源数字电源控制模块 EPICS 电源远程控制

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加速器磁铁电源的被控对象辨识模块设计

核技术 2017年第1期40卷 50-56页

作者：疏坤龙锋利中国科学院高能物理研究所北京100049 中国科学院大学北京100049

国内加速器磁铁电源的控制策略基本上以比例-积分-微分(Proportion-Integral-Derivative,PID)控制为主,对被控对象的处理是基于物理模型归纳传递函数,并在此基础上设计控制器。该方法受制于物理模型中元器件参数的不精确性和结构上的不... 详细信息

国内加速器磁铁电源的控制策略基本上以比例-积分-微分(Proportion-Integral-Derivative,PID)控制为主,对被控对象的处理是基于物理模型归纳传递函数,并在此基础上设计控制器。该方法受制于物理模型中元器件参数的不精确性和结构上的不确定性,更重要的是控制器设计一般不关注被控对象的内部机理而是其输入输出(Input-output,I/O)特性。本文提出一种可工作于电源数控平台上的辨识建模方法,其表现出了更好的实时性、适用性和通用性。借助一类子空间模型辨识方法(Multivariable Output Error State s Pace,MOESP),在现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上有针对性地设计模块,并使用可编程片上系统(System On a Programmable Chip,SOPC)集成软核处理器来完成数据处理和参数计算。基于北京正负电子对撞机II期(Beijing Electron Positron Collider II,BEPCII)和加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)磁铁电源数控平台的被控对象辨识模块已成功运用在BEPCII和ADS电源样机上。经过严格的测试表明,辨识模型可以对电源的实际输出电流作出较精确的预报。该辨识模块易于使用,为控制系统设计提供了关键信息,适用于各种特性的负载。

关键词：加速器磁铁电源子空间模型辨识状态空间模型现场可编程逻辑门阵列可编程片上系统

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功率因数校正的数字化控制

原子能科学技术 2009年第7期43卷 654-657页

作者：江良伟龙锋利程健中国科学院高能物理研究所北京100049

高能加速器的电源系统是加速器最大的电能使用系统,提高加速器的运行效率和经济性一直是电源系统的目标。为提高开关电源的功率因数,在数字化开关稳流电源的基础上,设计了一种功率因数校正(PFC)的数字控制方案。重点阐述了基于硬件描述... 详细信息

高能加速器的电源系统是加速器最大的电能使用系统,提高加速器的运行效率和经济性一直是电源系统的目标。为提高开关电源的功率因数,在数字化开关稳流电源的基础上,设计了一种功率因数校正(PFC)的数字控制方案。重点阐述了基于硬件描述语言(VHDL)的数字控制环的算法、多通道模数转换器(ADC)的控制和脉宽调制(PWM)信号的产生,以及如何将其作为片上系统的用户外设。经测试表明,该方案有效地提高了开关电源的功率因数,达到了预期的设计目标。

关键词：功率因数校正数字化控制现场可编程门阵列片上可编程系统用户外设

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高精度稳流电源的网络化检测系统

原子能科学技术 2006年第2期40卷 249-251页

作者：龙锋利张旌陈斌程健中国科学院高能物理研究所北京100049

利用24位高精度宽动态范围Δ-Σ模数转换器ADS1210和CAN总线技术,研制了高精度稳流电源网络化检测系统。应用该系统测试了北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)的电源工程样机,并与数字电压表的测试结果进行了比较。试验结果表明,该... 详细信息

利用24位高精度宽动态范围Δ-Σ模数转换器ADS1210和CAN总线技术,研制了高精度稳流电源网络化检测系统。应用该系统测试了北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)的电源工程样机,并与数字电压表的测试结果进行了比较。试验结果表明,该系统能够满足测试BEPCⅡ高精度稳流电源的需求。

关键词：模数转换器 CAN总线稳定度测试网络化检测

用于磁场测量的高精度500A/30V零压开关直流稳流电源

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原子能科学技术 2004年第5期38卷 474-476页

作者：程健王放安张旌陈斌陈素颖龙锋利中国科学院高能物理研究所北京100039

研制了一种带有无源辅助网络的全桥移相脉宽调制零压开关(FB PSPWMZVS)高精度磁铁稳流电源,并在电磁铁磁场测量中得到应用,其电流稳定度在8h内优于±1×10-4。

关键词：开关磁场测量稳流电源直流全桥移相脉宽调制 PWM ZVS 高精度电流稳定度

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加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计

核电子学与探测技术 2008年第3期28卷 567-570页

作者：龙锋利胡伟程健中国科学院高能物理研究所中国科学院研究生院北京100049

加速器磁铁电源的逻辑保护和控制一般通过可编程逻辑控制器PLC实现。随着现代加速器技术的发展,电源的控制趋于全数字化,电源的逻辑控制可以综合至其数字控制芯片中得以实现,例如现场可编程门阵列FPGA。文章介绍了两种加速器磁铁电源数... 详细信息

加速器磁铁电源的逻辑保护和控制一般通过可编程逻辑控制器PLC实现。随着现代加速器技术的发展,电源的控制趋于全数字化,电源的逻辑控制可以综合至其数字控制芯片中得以实现,例如现场可编程门阵列FPGA。文章介绍了两种加速器磁铁电源数字化逻辑控制电路的设计方法,以FP-GA作为控制器件,实现电源的逻辑保护和控制功能。

关键词：加速器磁铁电源逻辑保护和控制现场可编程门阵列

SOPC Builder中用户IP组件的设计

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核电子学与探测技术 2009年第1期29卷 172-176页

作者：江良伟龙锋利程健中国科学院高能物理研究所北京100049

首先简单介绍了片上可编程系统(System on a Programmable Chip,SOPC)技术和用户知识产权(Intellectual Property,IP)组件的设计方法。然后通过模数转换器(ADC)驱动组件的实例,详细介绍了SOPC设计中用户IP组件的实现方法和效果,结果表... 详细信息

首先简单介绍了片上可编程系统(System on a Programmable Chip,SOPC)技术和用户知识产权(Intellectual Property,IP)组件的设计方法。然后通过模数转换器(ADC)驱动组件的实例,详细介绍了SOPC设计中用户IP组件的实现方法和效果,结果表明该组件有比较好的可重用性。

关键词：片上可编程系统知识产权组件模数转换器