Geri Dön

FPGA based efficient implementation of IPMSM control methodologies

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 648523
  2. Yazar: BURAK TÜFEKÇİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN FATİH UĞURDAĞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Bu tez, güç elektroniği/kontrol (PEC) ve Sahada Programlanabilir Kapı Dizisi (FPGA) tabanlı mantık tasarımının kesişme noktasındadır. Bu ihmal edilen bir alandır çünkü PEC için Mikroişlemci (MCU) tabanlı tasarım yakın zamana kadar kabul edilebilir ve daha kolaydı. Diğer bir neden de her iki alanda da komuta eden mühendisleri aynı ekipte bir araya getirmenin zor olmasıdır. Yeni güç transistörlü (PT) teknolojilerinin ortaya çıkmasıyla, anahtarlama frekanslarını (SF'ler) artırmak ve devre boyutlarını ve maliyetlerini iyileştirmek mümkün hale gelmiştir. Daha yüksek anahtarlama frekanslarına doğru gitmemizin üç nedeni vardır. Birincisi, yeni PT teknolojilerinin eski teknolojilerin güç verimliliklerine yalnızca daha yüksek SF'lerde ulaşmasıdır. Yine de, daha hızlı SF'lerde çalıştırılabilirler, dolayısıyla eski PT'lerden daha da iyi verimlilik sağlarlar. Ayrıca, daha yüksek SF'ler daha düşük kinematik dalgalanma sunar, dolayısıyla daha yumuşak bir çalışma sağlar, bu da örneğin elektrikli otomobillerde daha iyi sürüş konforu anlamına gelir. Tüm bunlar temelde, endüstrinin güç elektroniği/kontrolü için FPGA'leri gittikçe daha fazla kullanacağı anlamına gelir, çünkü daha yüksek SF'ler (ve yine de düşük gecikme ve gerçek zamanlı çalışma) MCU'larla mümkün değildir, ancak FPGA'larla sundukları paralellik ile mümkündür. Bunu söyledikten sonra, bu tez, belirli bir PEC probleminin FPGA tabanlı bir uygulamasını göstermektedir. Bu, bir Dahili Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorun (IPMSM) kontrolüdür. Fırçasız bir DC motor türü olan IPSM'ler, yüksek güç yoğunluğu/verimliliği, yüksek başlangıç tork değerleri ve geniş sabit güç çalışma bölgesi nedeniyle elektrikli araçlar için en iyi seçimdir. Bu tezde, literatürdeki benzer çalışmalardan daha verimli, yani SF'nin üç katı mantık alanı yaklaşık yarısı olan bir FPGA tasarımına ulaşabildiğimizi gösteriyoruz.

Özet (Çeviri)

This thesis is at the intersection of Power Electronics/Control (PEC) and Field Programmable Gate Array (FPGA) based logic design. This is a neglected area because Microcontroller (MCU) based design for PEC was acceptable and easier until recently. Another reason is that it is difficult to gather engineers that are in command of both fields in the same team. With the advent of newer Power Transistor (PT) technologies, it became possible to increase Switching Frequencies (SFs) and improve the circuit sizes and costs. The push towards higher PT SFs is three folds. One is that the newer PT technologies achieve the power efficiencies of the older technologies only at higher SFs. Yet, they can be run at even faster SFs, hence yielding even better efficiency than older PTs. Also, higher SFs offer lower kinematics ripple, hence resulting in smoother operation, which translates to better riding comfort in electric cars, for example. All of that basically implies that, going forward, the industry will use FPGAs more and more for PEC, as higher SFs (and yet low latency and real-time operation) are not possible with MCUs but are possible with FPGAs due to the parallelism they offer. Having said that, this thesis showcases an FPGA based implementation of a specific PEC problem. That is the control of an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM). IPSMs, a type of brushless DC motors, are the best choice for electric vehicles due to their high power density/efficiency, high initial torque values, and wide constant power operating region. In this thesis, we show that we are able to achieve an FPGA design that is more efficient than similar works in the literature, namely, three times the SF with approximately half the logic area.

Benzer Tezler

  1. Evrişimsel sinir ağlarının FPGA üzerindehızlı ve kaynak verimli kısmi yapılandırma tabanlı gerçeklenmesi

    Fast and resource efficient implementation of convolutional neural networks on FPGA based on partial reconfiguration

    HADEE MAD-A-DUM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAŞAR BECERİKLİ

  2. FPGA based cryptography computation platform and the basis conversion in composite finite fields

    FPGA tabanlı kriptografi işlem platformu ve bileşik sonlu cisimlerde baz dönüşümü

    RIAZ MUHAMMAD SIAL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kriptografi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERSAN AKYILDIZ

  3. HC-FFT: Highly configurable and efficient FPGA ımplementation of FFT

    Başlık çevirisi yok

    PAKİZE ERGÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN FATİH UĞURDAĞ

  4. Opencl-based efficient HLS implementation of iterative graph algorithms on FPGA

    Yinelemeli çizge algoritmalarının FPGA üzerinde opencl ile etkin HLS uygulaması

    KENAN ÇAĞRI HIRLAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZCAN ÖZTÜRK

  5. On an efficient implementation of combined true random number generator and physically unclonable function on a SoC FPGA

    Bir SoC FPGA üzerinde kombine gerçek rastgele sayı üreteci ve fiziksel olarak klonlanamayan fonksiyonun verimli bir uygulaması üzerine

    YUNUS EMRE YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    MatematikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kriptografi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OĞUZ YAYLA