基于FPGA温度控制系统方案的研究

摘要：本文采用一种基于FPGA的模糊自整定PID温度控制器的设计方案。在分析PID控制理论和模糊控制理论基本原理的基础上，综合它们的优点，设计了模糊自整定PID温度控制器。首先给出模糊控制器输入输出量的模糊化和反模糊化方法，建立模糊控制规则，确定推理合成方法，利用MATLAB模糊工具箱得出模糊控制器输出量查询表。最后将模糊控制器与经过改进后设计的PID控制器进行综合设计，实现了模糊自整定PID温度控制器。这种控制器的优势在于利用模糊控制器对PID温度控制器的参数进行自动在线调整，使得PID控制器能够脱离对控制对象模型的依赖，适应控制对象的实时变化。74584

毕业论文关键词：FPGA，PID温度控制器，模糊控制器，模糊PID控制器

Abstract: This paper presents a FPGA-Based real fuzzy self-tuning PID controller design。 Combine their advantages on the basis of the analysis of the theory of PID control and fuzzy control theory the basic principles of fuzzy self-tuning PID controller。 Firstly,the fuzzy controller input and output fuzzy and anti—fuzzification method,fuzzy control rules to determine the synthesis method of reasoning,using MATLAB fuzzy toolbox to draw the fuzzy controller output look up table。 Finally,the fuzzy controller and PID controller design improved integrated design,fuzzy self-tuning PID controller。 The advantages of this control algorithm is automatic line adjustment of the parameters of PID controller using fuzzy controller makes PID controller from the dependence of the control object model to adapt to real。 Time changes of the control object。

Key words:FPGA,the PID controller,fuzzy controller,fuzzy PID controller

1 前言 4

2 FPGA的基础技术和开发流程 4

2。1 FPGA的结构 4

2。2 FPGA开发中的硬件描述语言 5

2。3 FPGA的设计流程 5

3 控制算法的选择 6

3。1 PID控制 6

3。2 模糊控制 9

3。3 控制器的选择 12

4 模糊PID控制器的设计与FPGA实现 13

4。1 模糊自整定PID控制 13

4。2 模糊自整定PID控制器的设计 14

4。2。1 模糊规则表的设计 14

4。2。2 联合Matlab实现查表法 17

4。2。3 模糊自整定PID控制器的仿真 17

4。3 模糊PID的FPGA的实现 20

4。4 各模块的设计以及FPGA实现 21

4。4。1误差模块 21

4。4。2 模糊量化等级模块 21

4。4。3 模糊查找表模块 23

4。4。4 乘法模块和加法模块 24

5 控制系统的设计 26

5。1 FPGA的选型及配置电路 26

5。1。2 FPGA的配置电路 27

5。2 输入电路 28

5。2。1 温度传感器的选择基于FPGA温度控制系统方案的研究:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_85224.html