基于FPGA的智能溫度控制系統(tǒng)的設計.pdf

1、溫度是生活中最基本的環(huán)境參數(shù)。溫度檢測和控制系統(tǒng)在實際中有著廣泛的應用，如溫室的溫度控制，集中供熱控制、熱療系統(tǒng)的溫度控制等等。常規(guī)的溫度控制方法控制效果不理想，控制精度不高、費時長，只能用在精度要求不高的場合。隨著近年來控制理論的發(fā)展，許多智能控制理論或智能控制理論同經典控制理論相結合應用在溫度控制系統(tǒng)上，取得了良好的控制效果。
　　 同時隨著EDA技術的發(fā)展，F(xiàn)PGA得到了越來越廣泛的應用，采用FPGA設計控制器，不僅使系統(tǒng)

2、的器件數(shù)目大大減少，還具有設計靈活、現(xiàn)場可編程、調試簡單和體積小等特點。同時基于FPGA的控制器既可以作為單獨的控制芯片模塊，作為整個控制系統(tǒng)的控制單元模塊，又可以將其嵌入到片上可編程系統(tǒng)中。
　　 綜上所述，本文采用一種基于FPGA的模糊自整定PID控制器的設計方案。在分析PID控制理論和模糊控制理論基本原理的基礎上，綜合它們的優(yōu)點，設計了模糊自整定PID控制器。首先給出模糊控制器輸入輸出量的模糊化和反模糊化方法，建立模糊控制

3、規(guī)則，確定推理合成方法，利用MATLAB模糊工具箱得出模糊控制器輸出量查詢表。最后將模糊控制器與經過改進后設計的PID控制器進行綜合設計，實現(xiàn)了模糊自整定PID控制器。這種控制器的優(yōu)勢在于利用模糊控制器對PID控制器的參數(shù)進行自動在線調整，使得PID控制器能夠脫離對控制對象模型的依賴，適應控制對象的實時變化。
　　 基于FPGA的智能溫度控制系統(tǒng)，以FPGA為控制核心，采用自頂向下的設計方法，按照模塊化設計的思路分別實現(xiàn)各個模塊