FPGA实现的模糊控制静电除尘电源控制器设计与应用

本篇论文主要探讨了应用Field-Programmable Gate Array (FPGA)技术实现模糊控制的静电除尘电源控制器的研究。作者徐海逵和赵明针对微控制器在静电除尘电源控制器中的可靠性问题，选择FLEX10K系列的EPF10K50RC240-4芯片作为控制核心，以硬件方式构建控制器，旨在提高系统的稳定性和除尘效率。 论文首先介绍了静电除尘的重要性，它通过控制高压供电装置来处理工业粉尘，减少环境污染。静电除尘器的工作原理依赖于电晕放电，当含尘气体通过电场时，粉尘被电离并被电场力吸引至集尘极。为了优化除尘效果，控制器需要精确控制电压，使其在不产生电弧放电破坏电极的前提下接近火花放电的临界状态。 作者详细阐述了除尘器供电电压与除尘效率的关系，指出最佳火花率与供电电压平均值密切相关，并提出了精确检测火花所需的三个关键条件，包括电压监测、火花信号识别以及控制系统响应。在此基础上，他们采用了模糊控制算法，这种算法可以根据环境变化调整变比例因子，使得除尘器两极间的电压更准确地逼近临界击穿电压，从而实现高效除尘。 设计中还引入了CAN总线接口，用于实时收集现场数据，支持整个工厂的远程监控和优化。这样做的目的是提高系统的整体性能，确保设备的可靠性和安全性。论文最后以VHDL（Vocabulary for Hardware Description Language）作为开发工具，展示了该控制器的设计过程和实验验证。 通过大量的仿真实验，作者证明了这个基于FPGA的模糊控制方案是有效的，能够显著提升静电除尘电源控制器的性能，同时保持了系统的稳定性。整篇论文的关键词包括静电除尘、模糊控制算法、EPF10K50RC240-4芯片、VHDL语言以及除尘效率和火花控制，表明了研究的核心技术和方法。 综上，本文不仅深入研究了静电除尘器的工作原理和控制策略，还展示了如何利用FPGA技术结合模糊控制来提升电源控制器的性能，为静电除尘设备的改进和工业环境的净化提供了创新的解决方案。