第34卷第1期 2011年6月
上海船舶运输科学研究所学报
JOURNAL OF SHANGHAI SHIP AND SHIPPING RESEARCH INSTITUTE
文章编号：1674-5949(2011)01-0026-08
基于FPGA的模糊PID控制器设计
吴，张敏，杨柳涛
（上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室，上海200135）
Vol. 34 No, 1 Jun.2011
摘要：模棚PID(ProportionIntegrationDifferentiation)作为一种先进的智能控制算法，在工业中的实际应用范围却远远落后于传统PID算法，其原因是智能控制算法的复杂性使得控制器实现困难，占用资源多、运行效率低。分析了利用FPGA(FieldProgrammableGateArray)实现智能控制算法的优势，提出了利用查找表来实现模糊算法的
新的实现方式，具有设计灵活、开发期短、可靠性高、运行高速等优点。关键调：模棚；控制器；PID算法；现场可编程门阵列
中图分类号：TP273.4
文献标志码：A
Designof FuzzyPIDControllerBased onFPGA
WUKun，ZHANGMin，YANGLiutao
(National Key Laboratory in Technology and Safety of Navigation, ShanghaiShip and ShippingResearchInstitute，Shanghai200135China)
Abstract: Fuzzy PID control as an advanced intelligent algorithm is applied much less than typical PID control due to its compli cation which makes the controller hard to be implemented, cost too much resources and run inefficiently. The advantages of im plementing intelligent control algorithm with FPGA are analyzed and a new approach realizing fuzy algorithm by using look-up table is presented. This method is proved to have advantages of design flexibility, short development period, high reliability and quickly running.
Key words; fuzzy: controller; proportion integration differentiation; field progratmmable gate array 0引言
目前，在工业控制领域中，一般采用单片机加分立元件的方式来实现模糊PID控制算法。但由于算法的复杂性使得控制器实现困难、占用资源多、运行效率低。
由于FPGA具有现场可编程的特点，使系统内的硬件功能可以像软件一样被编程并再配置，为实现许多复杂的功能处理提供了新方法。将较新的FPGA技术与智能控制理论相结合，设计基于FPGA的模糊 PID控制器，可以有效避开基于微处理器的传统控制器程序跑飞、死循环、复位不可靠等缺点，最大程度的提高系统的可靠性；FPGA高速并行运算的特点可以大大加快复杂算法的运算速度，提高控制器的运行效率；相比传统的硬件控制器而言，FPGA的高集成度使得控制器所需较少外围电路，降低设计成本，节约占用空间。
1算法设计
1.1柴油机模型的建立
收稿日期：2011-01-05
作者简介：吴爆（1985-），男，江苏省南通市人，研究实习员，主要从事嵌人式硬件研发工作。万方数据