基于FPGA九點控制器的溫度控制系統(tǒng).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、九點控制器是一種新型智能控制器,是根據系統(tǒng)的偏差和偏差變化率進行控制的,不必預知控制系統(tǒng)的精確數學模型,具有結構簡單、靈活方便、易于實現、適應性強等特點。目前,片上控制器設計正在成為芯片應用的新熱點。在控制器實現方式上,微處理器由于參與了代碼的運行控制,相對運算速度不夠快、復位不夠可靠、有產生程序計數器跑飛的風險,而FPGA技術的應用解決了這些問題。以FPGA為開發(fā)平臺,設計九點控制器,實現智能控制器算法的芯片化,具有現實意義。

2、 論文針對爐溫控制對象的模型,研究FPGA開發(fā)技術,提出在FPGA設計溫控系統(tǒng)中采用九點控制器的智能算法實現系統(tǒng)的溫度控制設計。依據九點控制器的控制策略,將系統(tǒng)偏差、偏差變化率及控制域的工況形成一種邏輯關聯(lián)的控制關系。FPGA在算法設計中,引入四個輔助變量,降低了復雜邏輯判斷過程。以高溫加熱爐為控制對象,在分析了對象數學模型特征的基礎上,忽略三個無關工況,只選取六個工況作為有效參數,使FPGA頂層電路結構得以優(yōu)化。將工況輸出K0引入偏差

3、的動態(tài)控制,有效消除了輸出波動,改善了控制器的穩(wěn)態(tài)性能。在控制系統(tǒng)構成上,以Altera的Cyclone系列FPGA為核心部件,應用QuartusⅡ圖形輸入與Verilog:HDL相結合進行FPGA設計;以K型熱電偶為測溫傳感器、SBWR溫度變送器為變送模塊、MAX197為12位AD轉換器件實現對溫度信號的測量和處理;通過PWM方式實現對GJ10-W交流固態(tài)繼電器的通斷控制,從而調節(jié)加熱爐的加熱功率,實現對被控對象的溫度控制;設計了實時

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