基于FPGA的模糊邏輯芯片的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、模糊邏輯控制是智能控制的重要組成部分，近年來FPGA技術(shù)及EDA技術(shù)的快速發(fā)展為其硬件實(shí)現(xiàn)開辟了廣闊的前景。由于FPGA芯片集成度高，開發(fā)周期短，可重用性強(qiáng)等特點(diǎn)，基于FPGA的模糊邏輯控制在智能商品、智能家電、智能交通控制等領(lǐng)域擁有巨大的市場應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文主要研究了基于FPGA的模糊邏輯芯片的設(shè)計(jì)。首先利用MATLAB中的模糊邏輯工具箱進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，然后是基于FPGA的模糊邏輯控制芯片的具體設(shè)計(jì)，在此過程中探討了兩種

2、設(shè)計(jì)方法。
　　 一、快速查表法。此種方法是通過離線計(jì)算出模糊控制查詢表，然后在FPGA上編程實(shí)現(xiàn)。對于離線計(jì)算部分，首先利用C語言程序生成所需的模糊控制查詢表，然后將生成的模糊控制查詢表在QUARTUSⅡ軟件平臺(tái)上編程實(shí)現(xiàn)。
　　 二、在線推理法。這是將模糊邏輯推理過程在QUARTUSⅡ軟件平臺(tái)上直接編程實(shí)現(xiàn)。按照模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)，將設(shè)計(jì)模塊分成三大模塊：模糊化，模糊推理，反模糊化。為了提高算法的通用性和實(shí)用性，盡

3、可能的節(jié)省芯片資源，本文隸屬度函數(shù)設(shè)計(jì)為論域可調(diào)的三角函數(shù)，通過多分支選擇判斷結(jié)構(gòu)直接求出輸入變量值對應(yīng)的隸屬度和語言變量。在模糊推理模塊中，外部采用循環(huán)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用多分支判斷選擇結(jié)構(gòu)求出輸出語言變量對應(yīng)的隸屬度值，同時(shí)進(jìn)行Min-Max推理運(yùn)算得到輸出控制的模糊量。在反模糊化模塊中，通過反模糊化函數(shù)選擇器設(shè)置三種反模糊化的方法：重心法，最大隸屬度法，中位數(shù)法。用戶根據(jù)需要可方便選擇使用。
　　 本文設(shè)計(jì)的基于FPGA模糊邏輯