基于FPGA的工業(yè)控制器的設計研究與實現(xiàn).pdf

1、分類號密級UDC編號桂林電子科技大學碩士學位論文題目:基于FPGA的工業(yè)控制器的設計研究與實現(xiàn)(英文)DesigningstudyimplementationofindustrialcontrollerbasedonFPGA研究生姓名：于新業(yè)指導教師姓名、職務：陳以副教授申請學科門類：工學碩士學科、專業(yè)：模式識別與智能系統(tǒng)提交論文日期：2008年4月論文答辯時間：2008年6月年月日摘要摘要隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機技術在工業(yè)

2、領域的不斷應用，使人們對工業(yè)自動化技術的要求越來越高。目前，各種各樣的工業(yè)控制器已廣泛應用于鋼鐵冶金、石油化工、數(shù)控機床、工業(yè)窯爐等領域，軍工、科研等領域中也得到了一定的應用。工業(yè)控制器在設計上正朝著嵌入式系統(tǒng)方向發(fā)展。近幾年FPGA的發(fā)展給嵌入式領域帶來了新的發(fā)展空間，它具有可置入多處理器協(xié)作的特點，并且可配置多個功能邏輯模塊，各功能邏輯模塊能夠獨立工作，這對于提高控制實時性和簡化控制器外圍電路有一定的作用，因此，應用FPGA相關技術

3、進行工業(yè)控制器的設計開發(fā)具有較高的理論和實際意義。論文在分析了工業(yè)控制器的結(jié)構(gòu)功能的基礎上，應用FPGA及相關技術設計了一種工業(yè)控制器。設計并實現(xiàn)了工業(yè)控制器的各種外圍接口模塊，完成了各接口模塊的硬件電路及其在FPGA中的功能邏輯接口，其中包括開關量的輸入輸出、模擬量的輸入輸出、數(shù)據(jù)通信、高速計數(shù)器等接口模塊，另外還設計實現(xiàn)了高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器接口，它與旋轉(zhuǎn)編碼器組合在一起可用作各種角位置傳感器和位移傳感器，使用SOPC技術在FPGA中

4、配置了NiosII嵌入式處理器來管理各個功能邏輯模塊，實現(xiàn)了模糊控制算法，使用DSPBuilder和Simulink完成了控制器算法邏輯模塊的設計與仿真，最后設計了一個控制系統(tǒng)對所設計的控制器樣板進行測試與分析。論文所設計的基于FPGA的工業(yè)控制器功能接口比較齊全，經(jīng)過對樣板的測試表明，該控制器能夠完成相應的控制任務。論文是將FPGA及相關技術應用于工業(yè)控制器的設計，其邏輯模塊的并行特性有利于應對越來越高的工業(yè)控制要求，對后續(xù)工作具有借