Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Utvärdering av ett system för Rapid Control Prototyping inom området robotstyrning
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2009 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Evaluation of a system for Rapid Control Prototyping in the field of robot control (English)
Abstract [en]

In this report a system for Rapid Control Prototyping, RCP, is evaluated through an

implementation of the motor control methods Field Oriented Control, FOC, and Space Vector

Pulse Width Modulation, SVPWM. The evaluation emphasizes on time-consumption and

resource utilization on the used hardware and on usability for of software.

A new mechatronic laboratory is under development at ABB Corporate Research in Västerås. It

will be used for both mechanical and motion control design using existing and new hardware.

The control structure in a traditional robot system will be interfaced to a rapid prototyping

system which should allow easy changes to algorithms at different levels in the system.

The system designated for this project comes from National Instruments and constitutes

LabVIEW Real-time and FPGA module as the software tools. The hardware is a NI Single-

Board RIO (Reconfigurable Input Output), sbRIO, development board including a Field-

Programmable Gate Array, FPGA, from Xilinx and a microprocessor from Freescale

Semiconductor. Graphical programming is performed in the LabVIEW environment, and

through Xilinx tools the LabVIEW FPGA code is compiled to VHDL code.

A pre-study was carried out to clarify the concept of RCP and investigate different systems for

RCP and their traits. The theory behind FOC and SVPWM is also included in the theory part of

the thesis.

FOC and SVPWM were implemented in LabVIEW code in the modules FPGA and Real-Time.

The code executed on the Single-Board RIO and through interface cards and drive circuits

motors were controlled. To evaluate the time-consumption and resource utilization, different

versions of the code were implemented.

The result of the evaluation is that the RCP system is promising to use in this context, but that

the used hardware is not sufficient, especially not the FPGA. The time critical calculations have

to be executed on the FPGA since the communication between the microprocessor and the

FPGA is too time-consuming. If the hardware in this RCP system is upgraded with a larger

FPGA, the system will be suitable for this application.

Abstract [sv]

I den här rapporten har ett system för ”Rapid Control Prototyping”, RCP, utvärderats. Som grund

till utvärderingen ligger en implementering av motorstyrnings metoderna ”Field Oriented

Control”, FOC och ”Space Vector Pulse Width Modulation”, SVPWM. Tyngdpunkten i

utvärderingen ligger på tidsåtgång och utnyttjandegrad av hårdvaran och användarvänlighet hos

mjukvaran.

ABB Corporate Research i Västerås håller på att bygga upp ett nytt laboratorium. Laboratoriet

ska användas för design av mekanik och rörelsestyrning. Ett vanligt robotsystems

kontrollstruktur ska sammankopplas med ett system för RCP vilket ska möjliggöra att

algoritmer, på ett snabbt och enkelt sätt, kan ändras på olika nivåer i systemet.

Systemet som utvärderas i den här rapporten kommer från National Instruments och består av

LabVIEW Real-time och FPGA moduler som mjukvaruverktyg. Hårdvaran är utvecklingskortet

NI Single-Board RIO (Reconfigurable Input Output), sbRIO, som inkluderar en Field-

Programmable Gate Array, FPGA, från Xilinx och en mikroprocessor från Freescale

Semiconductors. Grafisk programmering sker i LabVIEW-miljön. LabVIEW FPGA-koden

kompileras via Xilinx verktyg till VHDL-kod.

Rapporten inkluderar en förstudie som utreder begreppet RCP och undersöker vilka olika system

det finns för RCP och vad deras respektive egenskaper är. Teori för FOC och SVPWM ingår

också i förstudien.

En implementering av motorstyrningssystemen FOC och SVPWM gjordes i LabVIEW-kod.

Koden exekverades på sbRIO-kortet och via gränssnittskort och drivkretsar kunde motorer

styras. I utvärderingssyfte skapades flera olika versioner av koden.

RCP-systemet utvärderades med resultatet att systemet är lovande men att den använda

hårdvaran, speciellt FPGA:n, inte är tillräcklig för den här applikationen. Tidskritiska

beräkningar måste utföras på FPGA:n eftersom att kommunikationen mellan mikroprocessor och

FPGA tar för lång tid. Om hårdvaran uppgraderas med en kraftfullare FPGA med mer

programmerbar logik, så skulle systemet vara användbart i det tänkta sammanhanget.

Place, publisher, year, edition, pages
2009.
Series
MMK 2009:70 MDA 345
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100013OAI: oai:DiVA.org:kth-100013DiVA: diva2:542687
External cooperation
ABB Corporate Research,Hector Zelaya De La Parra
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-02 Created: 2012-08-02 Last updated: 2012-08-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Magnus Fredrixon(10778 kB)666 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 10778 kBChecksum SHA-512
39da10e868926b2279885e44ab56d0b1e50e4afde292cedfdc02015196d29916bb33f9e17db79fa8ed35222161f07e2ceb94fc078f4b3044e1173581f901c43f
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 666 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 581 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf