基于FPGA的模糊控制器芯片设计.rar

本文针对目前国内外基于FPGA实现模糊控制器的发展现状，根据模糊控制理论、EDA软件工具以及FPGA技术，对模糊控制器的FPGA实现进行了重点研究，作了有益探索，并达到了预期的实验效果。 本文利用FPGA设计一个多输入多输出的模糊控制器，并将A/D，D/A接口及RS-232接口集成在FPGA芯片中，通过RS-232接口实现在线更新模糊控制器的隶属度值和调整模糊推理的控制规则，增强模糊控制器的适应性，也便于模糊控制核心模块与单片机或PC机间的通信，构成功能较为完善的系统。 在设计模糊逻辑推理模块时，通过对每个输入的隶属函数重叠度的限制，从而减少每个输入变量在进行模糊推理时被同时激活的推理规则的数目，利用这一特点精简硬件结构，节省硬件资源，采用并行流水线方式来提高推理速度。 采用了优化的模糊推理算法以及串/并行相结合的硬件结构，所设计的模糊控制器节省了大量的硬件资源，减少了芯片内部的最大扇入扇出，达到降低关键路径的延迟以及芯片功耗的目的。 对输入/输出模糊空间进行更详细的划分，整个模糊控制器运用模块化结构设计，使得系统易于与其它设备兼容，也便于整个控制系统功能扩展和升级。 整体设计及其各个模块都在ALTERA公司的EDA工具QUARTUSII平台上进行了逻辑综合及功能时序仿真，综合与仿真的结果表明，基于FPGA的模糊控制器芯片消耗较少的硬件资源，达到了较高的设计性能，在速度和资源利用率方面均达到了较优的状态，通过在FPGA开发板上的验证与测试，试验结果表明，所设计模糊控制器可满足实时模糊控制的要求。

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