本文將EDA技術(shù)與傳統(tǒng)的控制理論相結(jié)合,研制了一種全新的基于FPGA技術(shù)之上的PID和模糊控制器,并加以優(yōu)化后應(yīng)用于FESTO液位控制系統(tǒng)上.該控制器基于PLD組成的系統(tǒng),很自然地避開CPU的程序跑飛、死循環(huán)、復(fù)位不可靠等缺點(diǎn),最大程度的提高設(shè)計(jì)效率和系統(tǒng)的可靠性;同時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)的硬件控制器而言,它的高集成度所需較少外圍電路,降低設(shè)計(jì)成本,為控制器地實(shí)現(xiàn)提供了一種新方案.此外,本文的模糊控制器對(duì)傳統(tǒng)規(guī)則表進(jìn)行改進(jìn),在被控量接近穩(wěn)態(tài)值時(shí)規(guī)則表部分自適應(yīng)于具體的期望值,消除了穩(wěn)態(tài)值附近的震蕩,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性.
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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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(cè)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(guó)內(nèi)生產(chǎn)較少。 本文在綜述國(guó)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(duì)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(jiǎn)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(cè)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(duì)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?jī)?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(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型。 第3章對(duì)溫度、濕度測(cè)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(cè)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(duì)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。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：bjgaofei
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(chǎng)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(duì)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。
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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·摘 要:利用16位微機(jī)為控制器．實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)數(shù)字PID閉環(huán)速度控制．通過實(shí)驗(yàn)，給出PID參數(shù)的整定與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的關(guān)系．[著者文摘]
標(biāo)簽： PID 數(shù)字 控制 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：日光微瀾
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法，在空空導(dǎo)彈的理論研究中也得到了很多應(yīng)用，但它的實(shí)際應(yīng)用通常是通過軟件實(shí)現(xiàn)的，而軟件實(shí)現(xiàn)是串行執(zhí)行指令，運(yùn)行速度慢，可靠性低，很難滿足實(shí)際導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。控制算法硬件實(shí)現(xiàn)的最大特點(diǎn)就是可提高控制算法的實(shí)時(shí)運(yùn)算速度和可靠性。本課題針對(duì)導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)，以FPGA為硬件平臺(tái)研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實(shí)現(xiàn)。本文首先對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法思想進(jìn)行了深入分析，并對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)階段進(jìn)行了理論推導(dǎo)，最后對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID飛行控制算法進(jìn)行了研究和總結(jié)，為硬件實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。基于對(duì)上述理論的深入研究和分析，本文提出了一種適合FPGA實(shí)現(xiàn)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實(shí)現(xiàn)模型。在該模型中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層之間采用串行執(zhí)行數(shù)據(jù)方式，層間則采用并行運(yùn)行方式，可有效提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法可有效減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生，是設(shè)計(jì)復(fù)雜大規(guī)模系統(tǒng)的理想設(shè)計(jì)方法。本文采用了此設(shè)計(jì)方法，通過把系統(tǒng)模塊化，對(duì)各個(gè)子模塊分別用VHDL硬件描述語言進(jìn)行描述，并基于QUARTUS II軟件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行綜合和仿真，直到達(dá)到研究設(shè)計(jì)要求。最后將仿真程序源代碼下載配置到具體的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,應(yīng)用于某實(shí)際導(dǎo)彈控制系統(tǒng)的研究。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛行控制算法的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)是有效可行的，可滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，為制導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： FPGA PID 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 飛行控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：冇尾飛鉈
·摘要： 針對(duì)自行設(shè)計(jì)的兩輪自平衡機(jī)器人Opyanbot建立了動(dòng)力學(xué)模型,應(yīng)用最優(yōu)控制和兩輪差動(dòng)等控制方法設(shè)計(jì)了控制器,提出了針對(duì)兩輪自平衡機(jī)器人平衡和行進(jìn)的新策略.為了提高兩輪自平衡機(jī)器人的控制效果,利用基于DSP數(shù)字電路的全數(shù)字智能伺服驅(qū)動(dòng)單元IPM100分別精確控制左右輪電機(jī),并利用上位機(jī)實(shí)時(shí)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),提高了控制精度、可靠度和集成度,得到了很好的控制效果. &
標(biāo)簽： 自平衡 機(jī)器人 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-12
上傳用戶：hfmm633
基于FPGA的PID控制器設(shè)計(jì)研究，適合用fpga開發(fā)控制系統(tǒng)的專業(yè)人員參考
標(biāo)簽： FPGA PID 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-08-15
上傳用戶：xlcky
首先，針對(duì)機(jī)載光電跟蹤控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，建立了被控對(duì)象的模型。接著，對(duì)機(jī)載光電跟蹤系統(tǒng)模糊PID控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后，利用經(jīng)典PID控制、模糊控制、模糊PID控制3種算法對(duì)機(jī)載光電穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行仿真比較。仿真結(jié)果表明模糊PID控制算法較之前兩種算法具有響應(yīng)快、超調(diào)量小、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)機(jī)載光電跟蹤系統(tǒng)具有較好的控制能力。
標(biāo)簽： PID 機(jī)載光電 控制 跟蹤系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-10-27
上傳用戶：er1219
數(shù)字PID控制算法是將模擬PID離散化得到，各參數(shù)有著明顯的物理意義，調(diào)整方便，所以PID控制器很受工程技術(shù)人員的喜愛。
上傳時(shí)間： 2013-10-15
上傳用戶：nairui21
為了提高傳統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)的性能，將PID控制理論與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合，采用瑞薩電子公司的H8S/2166作為核心處理器，AD公司的AD7705以及熱敏電阻溫度傳感器作為溫度檢測(cè)單元，利用4×6小鍵盤、LCD顯示器和S1D13305液晶控制器達(dá)到良好的人機(jī)交互，設(shè)計(jì)出了一個(gè)應(yīng)用于化工領(lǐng)域的嵌入式實(shí)時(shí)溫度控制系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了更強(qiáng)的計(jì)算能力和可擴(kuò)展能力，采用增量PID控制算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制。通過實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)能達(dá)到0.1 ℃的溫度控制精度以及小于120 s的溫度穩(wěn)定時(shí)間。 Abstract: In order to improve the performance of conventional temperature control system， combining PID control theory with embedded systems， using the Renesas Electronics Corp. H8S/2166 micro-controller as a core processors， AD7705 and thermistor temperature sensor as a temperature detection unit and 4×6 small keyboard， LCD and S1D13305 LCD controller as a good human-computer interaction， this paper designed an embedded real-time temperature control system which is applied in chemical industry. Compared with conventional temperature control system， this system provides more computing power and extensibility， and adopts PID control algorithm for complex control. Through the experiment， the system can reach temperature control accuracy of 0.1 ℃ and temperature stabilization time of less than 120 seconds.
標(biāo)簽： 瑞薩電子 微控制器 溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2014-12-26
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