基于FPGA的數(shù)字控制器硬件實(shí)現(xiàn)方法研究.pdf

1、控制技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。目前的控制技術(shù)主要有模擬控制和數(shù)字控制。與模擬控制相比較,數(shù)字控制具有控制精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。因此,數(shù)字控制得到迅猛發(fā)展。
　　目前的數(shù)字控制主要采用計(jì)算機(jī)或微處理器作控制器。基于計(jì)算機(jī)或微處理器的控制器其控制算法主要由程序來(lái)實(shí)現(xiàn),存在實(shí)時(shí)性差、控制周期長(zhǎng)、抗干擾能力差、可靠性不強(qiáng)等缺點(diǎn)。本文將介紹基于FPGA的實(shí)現(xiàn)方法,其控制算法通過(guò)硬件描述語(yǔ)言描述,并下載到FPGA中,最終算法由硬件實(shí)現(xiàn),因此抗

2、干擾能力強(qiáng)、控制周期短、實(shí)時(shí)性好。
　　采用FPGA做數(shù)字控制器,主要存在運(yùn)算精度的問(wèn)題。為了保證控制精度,應(yīng)采用浮點(diǎn)運(yùn)算,因此,FPGA中浮點(diǎn)的表示,以及浮點(diǎn)加法、減法、乘法、除法的實(shí)現(xiàn)方法是本文的主要研究?jī)?nèi)容之一。
　　在基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)的面積和速度是兩個(gè)重要的指標(biāo)。為了提高系統(tǒng)的速度、降低系統(tǒng)成本,需要進(jìn)行速度和面積的優(yōu)化。本文將研究幾種常用的面積、速度的優(yōu)化方法。
　　本文最后將以PID控制算法的