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《基于fpaa的模糊自整定pid控制器設(shè)計(jì)_王彥》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第31卷第2期計(jì)算機(jī)應(yīng)用Vol．31No．22011年2月JournalofComputerApplicationsFeb．2011文章編號(hào):1001－9081(2011)02－0466－04doi:10．3724/SP．J．1087．2011．00466基于FPAA的模糊自整定PID控制器設(shè)計(jì)1，212王彥，劉宏立，王超(1．湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，長(zhǎng)沙410082;2．南華大學(xué)電氣工程學(xué)院，湖南衡陽(yáng)421001)(wangyan5406@163．com)摘要:為提高過(guò)程控制的響應(yīng)速度，提出了一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程模擬陣列(FPAA)模糊自
2、整定PID控制器的硬件實(shí)現(xiàn)方法。在8塊AN221E04芯片中實(shí)現(xiàn)模擬乘法器、求小求和以及除法等單元電路，由各單元電路組合成完整的控制器。作為硬件電路，該控制器與軟件編程實(shí)現(xiàn)的模糊PID控制器相比具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性;作為純模擬電路，該控制器內(nèi)部傳輸信號(hào)均為連續(xù)值的模擬量，不需要A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路，與采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的控制器相比具有電路簡(jiǎn)單、運(yùn)算速度快的特點(diǎn)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基于FPAA的模糊自整定PID控制器超調(diào)量小、穩(wěn)態(tài)誤差小，控制器響應(yīng)時(shí)間降到了微秒級(jí)。關(guān)鍵詞:現(xiàn)場(chǎng)可編程模擬陣列;模糊自整定;PID控制器;響應(yīng)時(shí)間;穩(wěn)態(tài)誤差中圖分類(lèi)號(hào):
3、TP273文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADesignoffuzzyself-tuningPIDcontrollerbasedonfieldprogrammableanalogarray1，212WANGYan，LIUHong-li，WANGChao(1．CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，ChangshaHunan410082，China;2．CollegeofElectricalEngineering，NanhuaUniversity，HengyangHunan42100
4、1，China)Abstract:Toimprovetheresponserateofprocesscontrol，amethodforhardwareimplementationoffuzzyself-tuningPIDcontrollerbasedonFieldProgrammableAnalogArray(FPAA)wasproposed．Allcellcircuitssuchasanalogmultiplier，seekingsmallandsum，dividerwereimplementedon8AN221E04s，andthena
5、nintactcontrollerwasassembledwiththecellcircuits．Asahardwarecircuit，thiscontrollerhasabetterreal-timequalitythanthatofthefuzzyPIDcontrollerbasedonsoftwareprogramming;Asananalogcircuit，itdoesnotneedtobeequippedwithA/DandD/Aconversioncircuitbecausealloftheinternaltransmission
6、signalsinthiscontrollerareanalogvalues．ComparedwithdigitalcircuitbasedfuzzyPIDcontrollers，thiscontrollerhasthefeaturesofsimplerstructureandfasteroperation．Theexperimentalresultsshowthatfuzzyself-tuningPIDcontrollerbasedonFPAAhassmallovermodulationandsteady-stateerror，andthe
7、responsetimeisbroughtdowntomicroseconds．Keywords:FieldProgrammableAnalogArray(FPAA);fuzzyself-tuning;PIDcontroller;responsetime;steady-stateerror但FPGA作為純數(shù)字電路，其處理速率與模擬電路相比還存0引言在不小差距。為了獲得更高的運(yùn)算速率及靈活的配置方式，模糊自整定PID控制器通過(guò)模糊推理來(lái)決定PID控制器實(shí)現(xiàn)模糊自整定PID控制器的最好選擇是采用現(xiàn)場(chǎng)可編程模的參數(shù)，由PID控制器產(chǎn)生控制信號(hào)，不需
8、要改變傳統(tǒng)PID控?cái)M陣列(FieldProgrammableAnalogArray，F(xiàn)PAA)。FPAA接制器的結(jié)構(gòu)。這樣，在保留PID控制優(yōu)越性能的同時(shí)，融入了收
