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整車控制器

  • 基于MATLAB模糊自整定PID控制器的設(shè)計(jì)與仿真

    文檔為基于MATLAB模糊自整定PID控制器的設(shè)計(jì)與仿真詳解文檔,是一份不錯(cuò)的參考資料,感興趣的可以下載看看,,,,,,,,,,,,,

    標(biāo)簽: matlab PID控制器

    上傳時(shí)間: 2022-06-29

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  • 基于模糊參數(shù)自整定PID控制的交流伺服系統(tǒng)研究.rar

    交流伺服技術(shù)是研制開發(fā)各種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備,如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、加工中心等的關(guān)鍵性技術(shù),但是要提高交流伺服系統(tǒng)的控制性能關(guān)鍵在于伺服控制器對電機(jī)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)響應(yīng)的控制,要獲得良好的電機(jī)動(dòng)、靜態(tài)性能關(guān)鍵在于伺服控制器的控制算法。為此,本文開展了主要針對電機(jī)控制算法中的PID控制器參數(shù)整定算法研究。研究工作是基于黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目為支撐。 本論文在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,掌握了系統(tǒng)構(gòu)成和基本控制原理,并分析了國內(nèi)交流伺服存在的問題,設(shè)計(jì)了基于TI公司電機(jī)數(shù)字化控制芯片TMS320F2812的交流伺服控制器的控制單元;基于三菱公司智能化功率器件IPM設(shè)計(jì)了控制器的功率單元;以及電源單元和相關(guān)電路的保護(hù)單元。 基于電機(jī)矢量控制原理,構(gòu)建了永磁同步電機(jī)的矢量控制模型,在原有研究的基本PID控制基礎(chǔ)上,根據(jù)模糊控制的基本原理,研究了應(yīng)用于電機(jī)控制的模糊參數(shù)自整定PID控制器設(shè)計(jì)原理,構(gòu)建模糊參數(shù)自整定PID控制器的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行該系統(tǒng)的仿真研究和實(shí)際應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 本文的重點(diǎn)是闡述模糊參數(shù)自整定PID控制器的設(shè)計(jì)原理和方法,利用基于模糊參數(shù)自整定PID控制器的交流伺服系統(tǒng)仿真模型,應(yīng)用Matlab/Simulink仿真軟件平臺(tái)驗(yàn)證模型和算法的正確性,并與常規(guī)PID控制性能進(jìn)行對比分析。在實(shí)際硬件平臺(tái)驗(yàn)證了本文提出算法的可行性和正確性。 通過仿真和實(shí)際結(jié)果對比得出結(jié)論,模糊參數(shù)自整定PID控制器可以提高交流伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。

    標(biāo)簽: PID 模糊 參數(shù)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 異步電機(jī)參數(shù)離線自整定及參數(shù)辨識(shí)研究.rar

    本文以異步電機(jī)參數(shù)離線自整定及參數(shù)在線辨識(shí)為對象,從理論分析,算法提出,仿真證明和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證四部分進(jìn)行了深入研究。 異步電機(jī)參數(shù)離線自整定及參數(shù)在線辨識(shí)技術(shù)的研究,為異步電機(jī)控制性能的不斷提高提供了保障,以使更好,更精確的控制方式能夠應(yīng)用到工程實(shí)際中去。 由于在工程中使用的電機(jī)和變頻器不一定能夠匹配,而需要在電機(jī)運(yùn)行之前由專業(yè)的工程師對變頻器作重新設(shè)置,此過程復(fù)雜,耽誤時(shí)間而且需要專業(yè)人員操作。 本文提出一套異步電機(jī)參數(shù)離線自整定算法,使用C語言編程,并在一臺(tái)2.2KW電機(jī)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證了該算法,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)在運(yùn)行之前,變頻器自動(dòng)測試出電機(jī)的基本參數(shù),為矢量控制等控制方式提供所需要的電機(jī)參數(shù)。 電機(jī)在運(yùn)行過程中,由于溫度等因素的影響,電機(jī)的參數(shù)會(huì)發(fā)生變化,影響電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性,所以要對電機(jī)參數(shù)做在線辨識(shí)。本文對異步電機(jī)參數(shù)在線辨識(shí)作了理論分析和方法總結(jié),為下一步工作打下基礎(chǔ)。 算法的實(shí)現(xiàn)需要相應(yīng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),本文對硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作了詳細(xì)介紹,包括主電路的設(shè)計(jì)、IGBT的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路設(shè)計(jì)、DSP數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)。 本文還對文中提出的實(shí)驗(yàn)方法作了MATLAB/Simulink仿真,驗(yàn)證了該方法的可行性,對實(shí)驗(yàn)有指導(dǎo)意義。

    標(biāo)簽: 異步電機(jī) 參數(shù) 參數(shù)辨識(shí)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:541657925

  • 大時(shí)滯系統(tǒng)參數(shù)自整定控制的研究.rar

    工業(yè)生產(chǎn)過程中,時(shí)滯對象普遍存在,同時(shí)也是較難控制的,尤其是大時(shí)滯對象的控制一直都是一個(gè)難題。而很多溫度控制系統(tǒng)都是屬于大時(shí)滯系統(tǒng),常見的智能溫度控制器雖然在溫度控制的實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)了比較理想的控制效果,但它仍然屬于將參數(shù)整定與系統(tǒng)控制分開處理的離線整定方法,如果工況發(fā)生變化就必須重新調(diào)整參數(shù)。針對這一問題,為了實(shí)現(xiàn)時(shí)滯系統(tǒng)參數(shù)自整定的控制,本文將神經(jīng)網(wǎng)路控制、模糊控制和PID控制結(jié)合起來,設(shè)計(jì)了基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器。 首先,本論文分析了時(shí)滯系統(tǒng)的特點(diǎn),討論了幾種時(shí)滯系統(tǒng)較為成熟的常規(guī)控制算法:微分先行控制算法、史密斯預(yù)估控制算法、大林控制算法,并深入研究了它們的控制性能;并且通過仿真對這三種控制方法在溫控系統(tǒng)中的控制性能進(jìn)行了比較。 其次,在分析PID參數(shù)自整定傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)方法,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和PID控制各自的長處,既具備了模糊控制簡單有效的控制作用以及較強(qiáng)的邏輯推理功能,也具備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的能力,同時(shí)也具備了傳統(tǒng)PID控制的廣泛適應(yīng)性。該方法不需要離線整定參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線自整定參數(shù)。仿真實(shí)驗(yàn)表明了該控制器對模型和環(huán)境都具有較好的適應(yīng)能力和較強(qiáng)的魯棒性。 最后將基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器應(yīng)用于貝加萊PID溫控裝置,能夠出色地實(shí)現(xiàn)參數(shù)的在線自整定。理論分析、系統(tǒng)仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)了這種控制策略能有效地減少系統(tǒng)超調(diào)量,并減少了調(diào)節(jié)時(shí)間,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和控制精度。

    標(biāo)簽: 時(shí)滯系統(tǒng) 參數(shù) 自整定控制

    上傳時(shí)間: 2013-07-05

    上傳用戶:xinyuzhiqiwuwu

  • 基于FPGA的永磁同步電機(jī)控制器的研究.rar

    隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)、控制理論及永磁材料等技術(shù)的快速發(fā)展,以永磁同步電機(jī)作為控制對象的傳動(dòng)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的關(guān)注,隨著FPGA的技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用,使得各種先進(jìn)的控制算法得以實(shí)現(xiàn),于是數(shù)字化、智能化的永磁交流控制器成為必然的發(fā)展趨勢和當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本文的主要工作就是圍繞數(shù)字化的永磁同步電機(jī)控制器研究來展開。首先深入研究了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)建模方法及電機(jī)控制策略問題。在對永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,在PSIM仿真軟件中建立了永磁同步電機(jī)的電機(jī)模型,提出了一種永磁同步電機(jī)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)仿真建模的新方法。其次對常用的數(shù)字脈寬調(diào)制方法進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo),并對滑模控制理論和矢量控制進(jìn)行了深入的研究分析,將滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用于永磁同步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中,改善了傳統(tǒng)PI控制器參數(shù)整定繁瑣、系統(tǒng)魯棒性差的缺點(diǎn),仿真結(jié)果驗(yàn)證了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)越性。最后在永磁同步電機(jī)建模仿真的基礎(chǔ)上,根據(jù)永磁同步電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)要求及FPGA的特點(diǎn),提出永磁同步電機(jī)控制器的的設(shè)計(jì)方案。按照FPGA模塊化設(shè)計(jì)思想,將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了合理的劃分,分別對SVPWM、Park變換、SMC、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了深入的研究。各模塊在Modelsim平臺(tái)上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發(fā)板上完成硬件驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明:永磁同步電機(jī)在低速和高速時(shí)都能穩(wěn)定運(yùn)行,從而證實(shí)了本設(shè)計(jì)方案的可行性。

    標(biāo)簽: FPGA 永磁同步 電機(jī)控制器

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:wff

  • 基于FPGA的PID控制器研究與實(shí)現(xiàn).rar

    基于微處理器的數(shù)字PID控制器改變了傳統(tǒng)模擬PID控制器參數(shù)整定不靈活的問題。但是常規(guī)微處理器容易在環(huán)境惡劣的情況下出現(xiàn)程序跑飛的問題,如果實(shí)現(xiàn)PID軟算法的微處理器因?yàn)閺?qiáng)干擾或其他原因而出現(xiàn)故障,會(huì)引起輸出值的大幅度變化或停止響應(yīng)。而FPGA的應(yīng)用可以從本質(zhì)上解決這個(gè)問題。因此,利用FPGA開發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)智能控制器算法的芯片化,使之能夠廣泛的用于各種場合,具有很大的應(yīng)用意義。 首先分析FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn),總結(jié)FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)及開發(fā)流程,指出實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),降低設(shè)計(jì)難度,是擴(kuò)展設(shè)計(jì)功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價(jià)比的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)由四個(gè)模塊組成,主要包括核心控制器模塊、輸入輸出模塊以及人機(jī)接口。其中控制器部分為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在分析FPGA設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出一種基于FPGA改進(jìn)型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計(jì)方法。在PID算法與FPGA的運(yùn)算器邏輯映像過程中,采用將補(bǔ)碼的加法器代替減法器設(shè)計(jì),增加整數(shù)運(yùn)算結(jié)果的位擴(kuò)展處理,進(jìn)行不同數(shù)據(jù)類型的整數(shù)歸一化等不同角度的處理方法融合為一體,可以有效地減少邏輯運(yùn)算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語言相結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PID控制器,用Modelsim仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性,用Synplify Pro進(jìn)行電路綜合,在Quaitus Ⅱ軟件中實(shí)現(xiàn)布局布線,最后生成FPGA的編程文件。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求,論文設(shè)計(jì)完成了12位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器、按鍵等相關(guān)外圍接口電路。 將一階、純滯后、大慣性電阻爐溫作為控制對象,以EP1C3T144 FPGA為核心,構(gòu)建PID控制系統(tǒng)。在采用Pt100溫度傳感器、分辨率為2℃、最大溫度控制范圍0~400℃的條件下,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,達(dá)到無超調(diào)的穩(wěn)定控制要求,為降低FPGA實(shí)現(xiàn)PID控制器的設(shè)計(jì)難度提供了有效的方法。

    標(biāo)簽: FPGA PID 控制器

    上傳時(shí)間: 2013-06-13

    上傳用戶:15071087253

  • 基于ARM的減搖鰭智能控制器的研究

    減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng),目前已在多種船舶中廣泛應(yīng)用。減搖鰭對于提高船舶耐波性,增加船舶使用壽命,改善設(shè)備與人員的工作條件,提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對象,重點(diǎn)講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。控制器的性能對船舶自然橫搖周期和無因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)系。由于船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性、非線性、時(shí)變性和海況的不確定性,經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進(jìn)的控制策略是解決這一問題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了無須精確的對象模型,只須將操作人員和專家長期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)用控制規(guī)則模型化,然后用模糊推理在線辨識(shí)對象特征參數(shù),便可對PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自整定。另外,浪級(jí)調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個(gè)重要組成部分,本論文也對其設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,提出了一種基于海浪譜估計(jì)的浪級(jí)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)浪級(jí)調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機(jī)作為主處理器或者以工控機(jī)為基礎(chǔ)開發(fā)而來的,前者集成度不高,穩(wěn)定性也不好,而后者成本較高。因此,本課題設(shè)計(jì)了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器,解決了上述問題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩部分組成。硬件平臺(tái)主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實(shí)現(xiàn)控制的驅(qū)動(dòng)電路;軟件平臺(tái)主要是基于ARM的軟件,包括啟動(dòng)代碼和應(yīng)用程序。 研究結(jié)果表明:開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價(jià)比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)更能夠適應(yīng)減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢,所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價(jià)值及意義。

    標(biāo)簽: ARM 減搖鰭 智能控制器

    上傳時(shí)間: 2013-07-10

    上傳用戶:giser

  • 基于ARM微處理器的通用電液系統(tǒng)數(shù)字控制器.pdf

    電液控制作為液壓控制的一個(gè)新分支,因?yàn)槠浔旧淼奶攸c(diǎn)正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對電液控制技術(shù)提出了更高的要求,這必將促進(jìn)電液控制技術(shù)的發(fā)展。本文在教研室多年電液控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出開發(fā)通用型電液系統(tǒng)數(shù)字控制器。 通過對電液控制技術(shù)的研究,了解電液系統(tǒng)的一般構(gòu)成,結(jié)合多個(gè)具體實(shí)例,本文提出數(shù)字式電液控制器概念,以ARM微處理器為硬件核心,采用多種智能控制算法解決電液系統(tǒng)閉環(huán)控制問題。 數(shù)字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心,配有高速AD、DA轉(zhuǎn)換器。硬件設(shè)計(jì)注重通用性,具有多種輸入、輸出通道,可以采集和輸出多種、多個(gè)模擬量信號(hào)和數(shù)字量信。具有多種通信接口,可以實(shí)現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠(yuǎn)距離操控。人機(jī)交互通道豐富,具有報(bào)警、狀態(tài)指示、參數(shù)顯示等功能。采用光電隔離、獨(dú)立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩(wěn)定性、可靠性。軟件設(shè)計(jì)采用UC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng),內(nèi)部集成多種智能控制算法,保證電液系統(tǒng)閉環(huán)控制取得良好的效果。開發(fā)模擬試驗(yàn)系統(tǒng),可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場的各種信號(hào)和閉環(huán)回路,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機(jī)軟件,配合控制器完成參數(shù)修改、保存,繪制實(shí)時(shí)監(jiān)控曲線,控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統(tǒng)多樣性難題,客服模擬控制的缺點(diǎn)。研發(fā)出模糊自整定PID算法,它成功解決了閉環(huán)控制過程中設(shè)定信號(hào)不斷變化的難題。經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)試,目前控制器已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗(yàn)機(jī)和密煉機(jī)兩種電液系統(tǒng),在這兩種系統(tǒng)中成功取代進(jìn)口國外模擬控制器,并且控制效果好于國外模擬控制器。關(guān)鍵詞:電液系統(tǒng);ARM7;UC/OS-II;模糊自整定

    標(biāo)簽: ARM 微處理器 電液系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-05-31

    上傳用戶:3233

  • 基于ARM的溫濕度控制器的設(shè)計(jì)

    高端濕熱環(huán)境試驗(yàn)箱的溫濕度控制器有著如下特點(diǎn):①、人機(jī)接口模塊大多采用彩色液晶屏和觸摸屏;②、控制器存儲(chǔ)容量大,可存儲(chǔ)大量溫濕度數(shù)據(jù);⑧、溫濕度數(shù)據(jù)測量精度高;④、溫濕度控制精度高,具有自調(diào)整能力,可根據(jù)試驗(yàn)條件的變化調(diào)節(jié)控制器內(nèi)部參數(shù)。⑤、輔助功能多,如RS232串口通訊、USB通訊、以太網(wǎng)通訊等,方便和PC機(jī)的連接。此種類型的溫濕度控制器國內(nèi)生產(chǎn)較少。 本文在綜述國內(nèi)溫濕度控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了基于ARM9芯片的高性能溫濕度控制的設(shè)計(jì)方法。本文主要針對以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:研究試驗(yàn)箱內(nèi)熱力學(xué)過程并建立溫濕度控制系統(tǒng)的簡化數(shù)學(xué)模型;分析溫濕度控制箱的控制方法,選擇合理的溫濕度測量方案,提出了減少誤差的方法;分析溫濕度控制器的功能需求,完成了基于ARM的溫濕度控制器的硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試;選擇了溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法,并在設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn);最后對控制效果進(jìn)行了試驗(yàn)分析。 本論文各章節(jié)主要內(nèi)容概述如下: 第1章綜述了濕熱環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)展,提出了課題的研究內(nèi)容、難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。 第2章分析了濕熱環(huán)境試驗(yàn)箱溫濕度控制的控制算法,分析了被控空氣的熱力學(xué)過程,得出簡化數(shù)學(xué)模型。 第3章對溫度、濕度測量系統(tǒng)及其誤差消除方法進(jìn)行分析,提出基于AD7711的高精度溫濕度測量方案。 第4章分析溫濕度控制器的需求,完成溫濕度控制器硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)。 第5章研究溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法,在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)PID繼電自整定算法。 第6章對溫濕度控制的實(shí)際控制效果進(jìn)行試驗(yàn)分析。 第7章總結(jié)與展望。

    標(biāo)簽: ARM 溫濕度控制器

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的PID控制器研究與實(shí)現(xiàn)

    基于微處理器的數(shù)字PID控制器改變了傳統(tǒng)模擬PID控制器參數(shù)整定不靈活的問題。但是常規(guī)微處理器容易在環(huán)境惡劣的情況下出現(xiàn)程序跑飛的問題,如果實(shí)現(xiàn)PID軟算法的微處理器因?yàn)閺?qiáng)干擾或其他原因而出現(xiàn)故障,會(huì)引起輸出值的大幅度變化或停止響應(yīng)。而FPGA的應(yīng)用可以從本質(zhì)上解決這個(gè)問題。因此,利用FPGA開發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)智能控制器算法的芯片化,使之能夠廣泛的用于各種場合,具有很大的應(yīng)用意義。 首先分析FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn),總結(jié)FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)及開發(fā)流程,指出實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),降低設(shè)計(jì)難度,是擴(kuò)展設(shè)計(jì)功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價(jià)比的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)由四個(gè)模塊組成,主要包括核心控制器模塊、輸入輸出模塊以及人機(jī)接口。其中控制器部分為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在分析FPGA設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出一種基于FPGA改進(jìn)型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計(jì)方法。在PID算法與FPGA的運(yùn)算器邏輯映像過程中,采用將補(bǔ)碼的加法器代替減法器設(shè)計(jì),增加整數(shù)運(yùn)算結(jié)果的位擴(kuò)展處理,進(jìn)行不同數(shù)據(jù)類型的整數(shù)歸一化等不同角度的處理方法融合為一體,可以有效地減少邏輯運(yùn)算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語言相結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PID控制器,用Modelsim仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性,用Synplify Pro進(jìn)行電路綜合,在Quaitus Ⅱ軟件中實(shí)現(xiàn)布局布線,最后生成FPGA的編程文件。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求,論文設(shè)計(jì)完成了12位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器、按鍵等相關(guān)外圍接口電路。 將一階、純滯后、大慣性電阻爐溫作為控制對象,以EP1C3T144 FPGA為核心,構(gòu)建PID控制系統(tǒng)。在采用Pt100溫度傳感器、分辨率為2℃、最大溫度控制范圍0~400℃的條件下,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,達(dá)到無超調(diào)的穩(wěn)定控制要求,為降低FPGA實(shí)現(xiàn)PID控制器的設(shè)計(jì)難度提供了有效的方法。

    標(biāo)簽: FPGA PID 控制器

    上傳時(shí)間: 2013-05-24

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