基于FPGA的FIR滤波器在数字化棒控系统中的应用

作者：蔡振东; 刘爱青; 王冠峰

来源：自动化仪表, 2020, 41(01): 87-90.

DOI：10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2019040007

• 数字化棒控系统
• FIR滤波器
• LabVIEW
• 窗函数
• FPGA
• MATLAB

反应堆棒控系统作为核电站的重要组成部分,其控制系统复杂,可靠性要求高。目前,压水堆核电站普遍采用三相半波整流回路对控制棒驱动机构进行供电。其输出电流纹波系数高,对后续控制和分析带来较大的干扰。依据采集的电流数据,使用LabVIEW快速傅里叶模块(FFT)模块进行频谱分析,分析电流波形的频率特点以及干扰源特性。根据控制和分析需求,采用有限长单位冲激响应(FIR)滤波器,选择合适的采样频率、截止频率和窗函数。使用MATLAB FDA工具,设计FIR滤波器阶数和每阶系数,分析滤波器的幅频特性曲线。考虑到FPGA具有扩展性强、运算速度快、并行处理能力强的特点,滤波器采用FPGA乘累加的结构实现。采用LabVIEW和ModelSim进行仿真,试验结果验证了滤波器设计的正确性和合理性。FIR滤波器能有效滤除信号中的高次谐波。FIR滤波器对国产数字化棒控系统的信号处理具有现实意义。