基于FPGA的智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)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(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(fèi)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)

2、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(diǎn)。同時基于FPGA的控制器既可以作為單獨(dú)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(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(diǎn)，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

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(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，適應(yīng)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(shè)計方法，按照模塊化設(shè)計的思路分別實現(xiàn)各個模塊