基于FPGA實(shí)現(xiàn)PID控制器的研究

???????? 介紹了一種基于FPGA 的用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的PID 控制器。把原來用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的
數(shù)字PID 控制算法單獨(dú)用數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)，保留單片機(jī)對參數(shù)整定的靈活性。在設(shè)計(jì)中研究了PID 算法的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。由于把PID 控制從單片機(jī)中隔離出來，因此可以降低在工控場合強(qiáng)烈的干擾造成單片機(jī)程序跑飛對整個系統(tǒng)的影響，提高了控制的可靠性。最后介紹了本設(shè)計(jì)在逃逸鏈梯中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：數(shù)字PID 控制器，F(xiàn)PGA， 逃逸鏈梯
?????????數(shù)字PID 控制是在生產(chǎn)過程中被普遍采用的控制方法，具有參數(shù)能夠靈活整定的
特點(diǎn)。但是由于工業(yè)現(xiàn)場各種動力設(shè)備不斷的啟動停止。現(xiàn)場環(huán)境惡劣，電磁干擾嚴(yán)重。即使具有經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的抗干擾設(shè)備的工控計(jì)算機(jī)，都有可能因?yàn)榕既坏娜藶榛蚍侨藶榈母蓴_而出現(xiàn)控制出錯或者程序的跑飛。如果單片機(jī)的輸出直接對應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，那么將對整個控制系統(tǒng)產(chǎn)生直接的影響。這在某些重要的工業(yè)環(huán)節(jié)上將造成嚴(yán)重的事故。本文作者通過把原來的由計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的PID 控制算法從計(jì)算機(jī)中分離出來，設(shè)計(jì)基于FPGA 的通用PID 控制數(shù)字電路芯片，而保留計(jì)算機(jī)對參數(shù)的整定功能。現(xiàn)場可編程門陣列FPGA 技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。FPGA 最明顯的優(yōu)勢在于集成度高，體積小，功耗低，可靠性高，同時用FPGA 設(shè)計(jì)電路靈活。所以可以用FPGA 設(shè)計(jì)具有高可靠性的數(shù)字PID 電路。這樣用單獨(dú)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)PID 算法來控制系統(tǒng)可以大大降低計(jì)算機(jī)故障對控制系統(tǒng)的影響，提高了控制模塊的可靠性?；谶@種方法的優(yōu)點(diǎn)，把它應(yīng)用在高層建筑的鏈梯系統(tǒng)中則有助于提高鏈梯運(yùn)行的可靠性。