基于FPGA的工業(yè)控制器的設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目:基于FPGA的工業(yè)控制器的設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn)(英文)DesigningstudyimplementationofindustrialcontrollerbasedonFPGA研究生姓名：于新業(yè)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)：陳以副教授申請(qǐng)學(xué)科門類：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：模式識(shí)別與智能系統(tǒng)提交論文日期：2008年4月論文答辯時(shí)間：2008年6月年月日摘要摘要隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)

2、領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，使人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的要求越來(lái)越高。目前，各種各樣的工業(yè)控制器已廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金、石油化工、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)窯爐等領(lǐng)域，軍工、科研等領(lǐng)域中也得到了一定的應(yīng)用。工業(yè)控制器在設(shè)計(jì)上正朝著嵌入式系統(tǒng)方向發(fā)展。近幾年FPGA的發(fā)展給嵌入式領(lǐng)域帶來(lái)了新的發(fā)展空間，它具有可置入多處理器協(xié)作的特點(diǎn)，并且可配置多個(gè)功能邏輯模塊，各功能邏輯模塊能夠獨(dú)立工作，這對(duì)于提高控制實(shí)時(shí)性和簡(jiǎn)化控制器外圍電路有一定的作用，因此，應(yīng)用FPGA相關(guān)技術(shù)

3、進(jìn)行工業(yè)控制器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有較高的理論和實(shí)際意義。論文在分析了工業(yè)控制器的結(jié)構(gòu)功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)用FPGA及相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)了一種工業(yè)控制器。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制器的各種外圍接口模塊，完成了各接口模塊的硬件電路及其在FPGA中的功能邏輯接口，其中包括開(kāi)關(guān)量的輸入輸出、模擬量的輸入輸出、數(shù)據(jù)通信、高速計(jì)數(shù)器等接口模塊，另外還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器接口，它與旋轉(zhuǎn)編碼器組合在一起可用作各種角位置傳感器和位移傳感器，使用SOPC技術(shù)在FPGA中

4、配置了NiosII嵌入式處理器來(lái)管理各個(gè)功能邏輯模塊，實(shí)現(xiàn)了模糊控制算法，使用DSPBuilder和Simulink完成了控制器算法邏輯模塊的設(shè)計(jì)與仿真，最后設(shè)計(jì)了一個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)所設(shè)計(jì)的控制器樣板進(jìn)行測(cè)試與分析。論文所設(shè)計(jì)的基于FPGA的工業(yè)控制器功能接口比較齊全，經(jīng)過(guò)對(duì)樣板的測(cè)試表明，該控制器能夠完成相應(yīng)的控制任務(wù)。論文是將FPGA及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制器的設(shè)計(jì)，其邏輯模塊的并行特性有利于應(yīng)對(duì)越來(lái)越高的工業(yè)控制要求，對(duì)后續(xù)工作具有借