基于FPGA的高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器的研制.pdf

1、該論文以高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)為對(duì)象,利用現(xiàn)代控制理論、微機(jī)技術(shù)以及以FPGA為代表的微電子技術(shù)對(duì)目前的試驗(yàn)機(jī)控制器進(jìn)行了改進(jìn).FPGA,即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列,是一種近期出現(xiàn)的可編程ASIC器件.由于FPGA可以現(xiàn)場(chǎng)可編程,可以實(shí)現(xiàn)專用集成電路,能滿足片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)(SOC)的要求,使其日益成為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件.該論文對(duì)FPGA在該系統(tǒng)控制器中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,并研制了一種全新的基于FPGA技術(shù)之上的控制器.第一章闡述了高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)及其控制器國(guó)內(nèi)外

2、發(fā)展概況,并簡(jiǎn)述了論文的選題意義以及研究?jī)?nèi)容.第二章首先介紹了系統(tǒng)控制器主要硬件電路設(shè)計(jì)所采用的方法,即利用HDL(硬件描述語言)的硬件設(shè)計(jì)方法,其最大的特征是電路設(shè)計(jì)采用自上至下(Top Down)的設(shè)計(jì)方法.該方法能最大程度的提高設(shè)計(jì)效率,降低設(shè)計(jì)成本.該論文中的FPGA芯片即是以此作為設(shè)計(jì)方法的.第三章首先介紹了模糊控制理論及技術(shù),并分析了模糊控制技術(shù)以及常規(guī)PID的優(yōu)缺點(diǎn).在此基礎(chǔ)上提出了該論文所采用的控制算法,即模糊自整定PI

3、D參數(shù)控制算法.該算法綜合了上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn).該章最后具體設(shè)計(jì)了采用該算法的控制器,并提出了實(shí)現(xiàn)方案.該方案使系統(tǒng)實(shí)時(shí)性以及資源占用得到最大平衡.第四章具體設(shè)計(jì)了控制算法中的PID參數(shù)模糊推理器.第五章詳細(xì)設(shè)計(jì)了正弦波發(fā)生器及波形幅值調(diào)節(jié)電路.第六章設(shè)計(jì)了除以上電路之外的其它電路,包括各種檢測(cè)電路、電機(jī)調(diào)速電路、FPGA配置電路以及主控制器電路.這些電路也是整個(gè)控制器正常工作所必需的.該章的最后部分給出了控制器的軟件框圖.第七章對(duì)該論