Area-efficient FPGA implementation of finite control set model predictive current control
Area-efficient FPGA implementation of finite control set model predictive current control
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有限控制集模型预测电流控制的区域高效 FPGA 实现
DOI：
10.1109/spec.2017.8333557
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
R. Kennel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sebastian Wendel;A. Dietz;R. Kennel
有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）的实现是当前研究的热点。特别是对于具有微秒范围内的小电时间常数的电机，实验实现具有挑战性。在没有用于减少必要的切换可能性的分支和定界方法的情况下，FCS-MPC尊重每个切换可能性，并且计算工作量将随着时间范围呈指数增加。为了应对这些挑战，越来越多的现场可编程门阵列（FPGA）的实现被引入。然而，资源（如乘法器）的FPGA是有限的，因此，本文讨论了一个面积有效的实现穷举搜索FCS-MPC方法的电流控制的例子，两电平电压源逆变器与表面永磁同步电机（SPMSM）。所提出的实施使用自动化快速控制原型工作流程来实施长期FCS-MPC。调查使用资源流，共享，乘数优化技术，并在面向应用的计算平台上实现，而不是一个高性能的实验室解决方案。这些考虑是有用的转移到工业应用，这是本文的好处。
The implementation of finite control set model predictive control (FCS-MPC) is a popular topic in the area of research. Especially for motors with small electrical time constants in the range of microseconds, the experimental implementation is challenging. Without branch and bound methods for reducing the necessary switching possibilities, FCS-MPC respects each switching possibility and the calculation effort will increase exponentially with the time horizon. To meet these challenges, more and more field programmable gate array (FPGA) based implementations are introduced. However, the resources (e.g. multipliers) of the FPGA are limited, therefore, this paper discusses an area-efficient implementation of an exhaustive search FCS-MPC approach for the current control at the example of a two-level voltage source inverter with a surface permanent magnet synchronous motor (SPMSM). The presented implementation uses an automated rapid control prototyping workflow for implementing a long horizon FCS-MPC. The investigations use resource streaming, sharing, multiplier optimization techniques and are implemented on an application-oriented calculation platform, instead of a high-performance laboratory solution. These considerations are useful for the transfer into industrial applications, which are the benefit of this paper.
使用 FPGA 上的并行计算实时实现 IPMSM 在线模型预测控制
DOI：
10.1109/ipec.2014.6869605
发表时间：
2014
期刊：
2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE ASIA)
影响因子：
--
作者：
Böcker
通讯作者：
Böcker
用于长视野直接模型预测控制的计算高效球体解码
DOI：
10.1109/ecce.2016.7854955
发表时间：
2016
期刊：
2016 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)
影响因子：
--
作者：
P. Karamanakos;T. Geyer;R. Kennel
通讯作者：
R. Kennel