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《基于fpga智能溫度控制系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工人學(xué)碩士學(xué)位論文摘要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(yīng)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(jīng)典控制理論相結(jié)合應(yīng)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(shù)的發(fā)展，F(xiàn)PGA得到了越來越廣泛的應(yīng)用，采用FPGA設(shè)計控制器，不僅使系統(tǒng)的器件數(shù)目大大減少，還具有設(shè)計靈活、現(xiàn)場可編程、調(diào)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
2、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(shè)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(chǔ)上，綜合它們的優(yōu)點，設(shè)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(jīng)過改進(jìn)后設(shè)計的PID控制器進(jìn)行綜合設(shè)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(jìn)行自動在線調(diào)整，使得PID控制器能夠脫離對控制對象模型的依賴
3、，適應(yīng)控制對象的實時變化?；贔PGA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(shè)計方法，按照模塊化設(shè)計的思路分別實現(xiàn)各個模塊，再加以整合實現(xiàn)整個系統(tǒng)，從而達(dá)到了溫度控制的目的。本文最后以加熱爐爐為被控對象，選擇EP2C35FPGA作為核心器件，結(jié)合溫度傳感器DSl8820，鍵盤、數(shù)碼管以及固態(tài)繼電器等器件設(shè)計實現(xiàn)了一個單回路爐溫模糊PID控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：FPGA，PID控制器，模糊控制器，模糊PID控制器武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTThetemperatureisthelifeofthemostbasicenvironmentalparamet
4、ers．Temperaturemeasurementandcontrolsystemhasbeenwidelyappliedinpractice．Suchasthegreenhousetemperaturecontr01．centralizedheatingcontrol，temperaturecontrolofthehyperthermiasystem．Conventionaltemperaturecontrolmethodstocontroltheeffectisnotideal，thecontrolaccuracyisnothigll，time．consumingan
5、dlong．onlywithlessprecisionoccasion．Withthedevelopmentofcontroltheoryinrecentyears．thetheoryofintelligentcontrolandintelligentcontroltheorycombinedwithclassicalcontroltheorytoapplicationsinthetemperaturecontrolsystem,acertainamountofcontroleffect．WiththedevelopmentofEDAtechnologyFPGAmorewi
6、delyused,theuseoftheFPGAdesigncontroller,notonlygreatlyreducedthenumberofdevices．butalSOhasaflexibledesign．fieldprogrammable．a(chǎn)nddebugsimpleandsmallsize．OfFPGAcontrollereitherasaseparatecontrolchiPmodule．controlunitmoduleasawholecontrolsystem．butalSOCanbeembeddedintotheon．chipprogrammablesy
7、stem．Insummary,thispaperpresentsaFPGA．basedrealfuzzyself-tuningPIDcontrollerdesign．CombinetheiradvantagesonthebasisoftheanalysisofthetheoryofPIDcontrolandfuzzycontroltheorythebasicprinciplesoffuzzyself-tuningPIDcontroller．Firstly,thefuzzycontrollerinputandoutp
