基于FPGA技术的通用模糊控制器设计.pdfVIP

第 9 第 年月}{期 计算机技术与发展 V。1．19N。．3 2009 3 (、()MI，L玎FItIECHNOII)f；Y A卜)DEVEI．{)IMENT Mar． 2{)09 基于FPGA技术的通用模糊控制器设计 崔 涛，杨全胜 (东南大学计算机科学与工程学院，江苏 南京 210096) 摘 要：由于模糊控制应用领域广泛、算法多变的特点，传统缺乏重构性的硬件电路无法支持通用模糊控制器的设计。因 此，目前模糊控制主要是基于通用PC机或单片机的指令驱动。通过分析模糊控制的主要流程，采用模块化的设计思想， 设计出一个通用模糊控制器的结构模型，并且基于FPGA技术，实现各模块的重用性和可定制性，既克服了传统硬件无法 重构的缺陷，同时也弥补了软件实现时在实时性和稳定性方面的不足。 关键词：FPGA；可重构性；通用模糊控制器 中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1673—629X(2009)03—0015—04 DesignofUniversalFuzzyControllerBasedonFPGA CUITao，YANGQuan—sheng (SchoolofComputerScienceandEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China) Abstract：Traditionalhardware。whichkksreconfigurability，cannotsupportthedesignofuniversalfuzzycontrollerwhichiswidely usedinmanyfieldsandhaschangefulalgorithms．Nowadays，fuzzyocntrolisrnosdydrivenbyinstructionsbasedOnPCorsingleehip．In thisarticle，byanalyzingthemainflowoffuzzyeontrolling，takethetheoryofmodularizationtObuildamodelofauniversalfuzzyo0n— troller．BasedonFPGAtechnology，realizethereusabilityaridcustomizationofeachmodule，whichisnotonlyirnorereconfigurablethan traditoinalhardwarebutalsomore real—timeandITiorestabled肿 software． Keywords：FPGA；reconfigurability；universalfuzyz ocntroller O 引 言 点，但同时也是以牺牲稳定性和实时性为代价的。20 现有的控制理论，包括经典调节原理和现代控制 世纪末，随着微电子技术的发展 ，尤其是算法硬件化技 理论 ，有一个基本的共同特点，这就是控制器的设计都 术和FPGA技术的成熟，为通用的模糊控制器的设计 要建立在被控对象具有精确数学模型的基础之上。而 奠定了坚实的基础Ll2】。与此同时，随着用户透明性和 实际应用中的许多系统是包含诸多非线性因素和随即 系统人性化原则的提出，对控制器灵活性和可定制性 条件的复杂系统，难于建模，无法确定控制过程的传递 提出了更高的要求，希望控制器不仅可以适应各个应 函数和状态方程uJ。而模糊控制在处理此类问题时， 用领域，甚至是适应各个用户。 就显得游刃有余，尤其是对于控制精度并不很高，但又 需要灵活变化以适应环境的系统，如通风系统、交通灯 1 控制流程和系统结构 系统等。因此，模糊控制在工业、民用等许多领域都有 在进行系统设计之前，首先抽象出模糊控