基于FPGA的模糊PID控制器設計
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在QuartusⅡ中對仿真參數進(jìn)行設置，將仿真向量文件指向由Matlab生成的*．vec文件，即可將Matlab中生成的仿真信號導入QuartusⅡ進(jìn)行仿真。將仿真結束后生成的波形文件(*．vwf格式)，另存為*tbl格式文件，以便將仿真結果導入Matlab中進(jìn)行驗證。*tbl文件如下：
以數據文件輸入的方式將此*．tbl文件中的QuartusⅡ仿真輸出信號的數值導入Matlab中，既可以分析模糊PID設計的正確與否，也可以分析其性能優(yōu)劣。
下面以基于軟件的模糊PID控制器(Software Bulid Controller，SBC)與基于FPGA的模糊PID控制器(FPGA Bulid Controller，FBC)做比較。在仿真中對稱(chēng)三角模糊集和單值模糊集分別用于輸入和輸出變量，此外還應用圖6中所示的64個(gè)模糊規則的規則表。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159601.htm
將兩種模糊PID控制器用在圖1所示的控制系統中，并輸入0．5 V的階躍信號。選擇的受控對象是工業(yè)控制對象中的典型模型，如直流電機位置控制等。模型的離散使用的是ZOH法。離散傳遞函數如下：
式(6)的采樣周期T=0．25 s。采用FBC和SBC進(jìn)行仿真比較。因為每一個(gè)控制器均能作為PDFLC，PIFLC或PIDFLC使用，所以給出了3種控制器的仿真結果。圖7為受控對象受PDFLC，PIFLC和PIDFLC控制時(shí)的階躍響應的仿真曲線(xiàn)。
3 結語(yǔ)
針對以傳統方式實(shí)現模糊PID控制器時(shí)，各輸入變量均需要建立模糊控制器模塊，且需要大量的規則庫，提出了改進(jìn)的模糊PID控制器，以PDFLC代替PIFLC，用兩個(gè)PD模糊控制器實(shí)現模糊PID控制器，并利用FPGA實(shí)現。采用Matlab與QuartusⅡ聯(lián)合仿真，比較了基于FBC和SBC的仿真結果，表明基于FPGA的模糊PID控制器，響應時(shí)間和控制效果較為理想，驗證了設計方案的正確性和可行性。
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