自顶向下基于DSP+Builder的PID控制系统开发

 万方数据

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SystemName.tcl功能仿真文件脚本和Quartus所需的SystemName.qpf项目文件和SystemName.vec仿真波形文件。

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图4Matlab仿真结果

3.3在ModelSim中实现HDL代码功能仿真在ModelSim菜单中执行T00ls一>ExecuteMacro,打开前述SignalCompiler编译生成文件tb—System—Name.tcl(VHDI。)或tbvoSystemName.tcl(Verilog),调试成功后,仿真得到图5结果。功能仿真结果与Matlab中基本一致,证明顶层设计基本成功。

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图5ModelSim仿真结果

3.4在Quartus中实现FPGA开发

在Quartus中打开前述SignalCompiler编译生成文件SystemName.qpf。设定相应器件Device,在TclScripts中运行SystemNamequartus.tcl配置此工程项目变量,然后编译。调试成功后,载入SystemName.vec波形仿真文件运行时序仿真工具,得到图6结果,与图5基本相符,证明设计成功。

4结语

这里给出了一个最初用于FPGA的系统级设计工具DSPBuilder在自动控制领域的应用,目前在已出版的国内期刊及论文库中似乎还没有相关文献谈到这个交叉领域的应用。

图6Quartus仿真结果

在控制领域里,当各种复杂的新型PID算法应用于实际控制系统中时,由于传统单片机与分立元件电路系统的局限性,硬件指标和软件复杂度都使得新的应用及研发设计进展缓慢;普通FPGA/CPLD设计又存在着设计周期长、可重复利用性差等缺点。我们将日益完善的soC设计工具应用于自动控制领域,不仅在算法设计上有了新的方便快捷的设计工具,同时籍由FPGA硬件本身的优点也可以解决单片机及分立元件存在的电磁干扰、系统复杂度高等各类问题,从而大大提高将各种新型PID算法广泛应用于实际工业控制系统的可行性。

在系统设计中进一步的探讨:由于设计是从与硬件完全无关的Matlab系统级仿真开始,因此便于传统控制领域工程师们可以迅速地将算法级的构思应用于控制系统设计中,从而可以将有限的精力专注于系统级算法的设计,而避免陷入重复繁琐的电路设计中去,缩短从人脑构思到实际系统实现的时间周期。其中单个设计MDL文件甚至可以考虑封装成“算法包”的形式进行资源重复利用,以实现功能单元的便捷增减和缩短产品开发时间。这里可能存在着控制领域里可重用算法及相应“包”的接口标准。这种情况或许和SOC领域IP核的现象有部分类似,本文就不再多述。

参考文献

[1]DSPBuilderReferenceManual.http://www.altera.com.[2]QuartuslIHandbook.http://www.altera.com.

[3]刘金琨.先进PID控制及其Matlab仿真[M].北京:电子工业出版社,2003.

[4]王杰,马玲,刘苇娜,等.基于DsPBuild的DDs设计及其FPGA实现[J].现代电子技术,2006,29(14):11—12,15.[5]潘松.s0PC技术实用教程[M].北京:清华大学出版社,2005.

[6]徐欣.基于FPGA的嵌入式系统设计[M].北京:机械工业出版社,2005.

作者简介戢方男,1980年出生,硕士研究生。研究方向为检测技术与自动化装置。

雷勇男,1966年出生,教授,硕士生导师。研究方向为智能检测与智能控制。

王俊男,1982年出生,硕士研究生。研究方向为检测技术与自动化装置。

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自顶向下基于DSP Builder的PID控制系统开发

作者:戢方, 雷勇, 王俊, JI Fang, LEI Yong, WANG Jun

作者单位:四川大学,电气信息学院,四川成都,610065

刊名:

现代电子技术

英文刊名:MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE

年,卷(期):2007,30(9)

被引用次数:3次

参考文献(6条)

1.DSP Builder Reference Manual

2.Quartus Ⅱ Handbook

3.刘金琨先进PID控制及其Matlab仿真 2003

4.王杰.马玲.刘苇娜基于DSP Build的DDS设计及其FPGA实现[期刊论文]-现代电子技术 2006(14)

5.潘松.黄继业.曾毓SOPC技术实用教程 2005

6.徐欣基于FPGA的嵌入式系统设计 2005

引证文献(3条)

1.王忠良.肖华PID神经网络的VHDL实现[期刊论文]-现代电子技术 2009(1)

2.尹志忠应用FPGA控制直流电机伺服系统[期刊论文]-内蒙古科技与经济 2008(23)

3.黄勇.蒋军彪棱镜激光陀螺数字稳光强稳腔长控制系统[期刊论文]-弹箭与制导学报 2008(6)本文链接:https://www.360docs.net/doc/171227497.html,/Periodical_xddzjs200709048.aspx

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