基于FPGA的模糊PID控制器的设计实现.doc
《基于FPGA的模糊PID控制器的设计实现.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于FPGA的模糊PID控制器的设计实现.doc(5页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、基于FPGA的模糊PID控制器的设计实现FPGA技术的快速发展与VHDL(VeryhighspeedintegratedcircuitHardwareDescriptionLanguage)硬件描述语言的支持,使得智能控制策略(模糊逻辑、神经网络、遗传算法等)的VHDL描述和FPGA固核实现研究也随之活跃。在模糊逻辑控制方面,Torralba等人完成了4输入、12个隶属度、64条规则的模糊逻辑控制器的FPGA实现,Cirstea等人基于FPGA设计模糊控制器。本文主要详解基于FPGA的模糊PID控制器的设计实现,首先介绍了FPGA工作原理、基本特点以及FPGA的优势,其次阐述了使用Altera
2、的FPGA设计实现的数字模糊PID控制器,具体的跟随小编一起来了解一下。FPGA工作原理FPGA采用了逻辑单元阵列LCA这样一个概念,内部包括可配置逻辑模块CLB、输出输入模块IOB和内部连线三个部分。FPGA利用小型查找表(161RAM)来实现组合逻辑,每个查找表连接到一个D触发器的输入端,触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O,由此构成了即可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块,这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的,存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式
3、,并最终决定了FPGA所能实现的功能, 加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。FPGA的基本特点1)采用FPGA设计ASIC电路
4、(专用集成电路),用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。5) FPGA采用高速CMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。FPGA的优势优势一:更大的并行度。这个主要是通过并发和流水两种技术实现。A:并发是指重复分配计算资源,使得多个模块之间可以同时独立进行计算。这一点与现在的多核和SIMD技术相似。但相对与SIMD技术,FPGA的并发可以在不同逻辑功能之间进行,而不局限于同时执行相同的功能。举个简单例子说
5、就是使用SIMD 可以同时执行多个加法,而FPGA可以同时执行多个加法和乘法和任何你能设计出来的逻辑。B:流水是通过将任务分段,段与段之间同时执行。其实这一点和CPU相似,只是CPU是指令间的流水而FPGA是任务间流水或者可以说是线程间流水。优势二:可定制。FPGA 内部通过Lookup Table实现逻辑,可以简单理解为是硬件电路。可定制指的是在资源允许范围内,用户可实现自己的逻辑电路。通常情况下任务在硬件电路上跑是比在软件上快的,比如要比较一个64位数高32位和低32位的大小,在CPU下需要2条区数指令,两条位与指令,一条移位指令一条比较指令和一条写回指令,而在FPGA下只要一个比较器就行
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 FPGA 模糊 PID 控制器 设计 实现
链接地址:https://www.31doc.com/p-3410487.html