专利名称：一种fpga控制系统开发平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子控制系统设计领域，特别涉及一种FPGA控制系统开发平台。
背景技术：
现代工业的快速发展对控制系统提出了新的要求。在很多工业领域，诸如机器人系统、航天航空器件、军用控制系统和其他自动控制领域都要求更紧凑、更高效、能够定制化的控制器。现有的控制器大多是基于两大平台PC机或者嵌入式系。对于后者，大部分控制器为(先进精简指令集计算机)ARM微控制器，或者是数字信号处理器(DSP)。其系统一般是通过软件编程来实现控制，通过外围电路来实现与机电系统的通信。对于这一类控制方式，控制信号由于要经过应用软件、操作系统、固件、硬件的多层传送，容易出现问题，现有的ARM控制系统变得越来越复杂，像PC系统一样，其往往会陷入各种软件BUG中。对于DSP 系统来说，虽然其具有硬件乘法器，可以快速地进行数字运算。但由于DSP是基于状态机的典型电子计算机结构，无法很好地完成并行任务。在此之前，论文《FPGA-BasedControllers》、《FPGA Design Methodology for Industrial Control Systems-A Review》很好地说明了现场可编程门阵列(FPGA)作为控制系统的优点=FPGA为用户提供一个可以制定硬件电路的平台，另一方面，互用也可以在其集成的软核(Soft Core)上进行灵活的软件设计，最后通过自行设计或者已有的总线IP (如Avalon、Wishbone)将硬件平台集成到整个系统中，实现完全的片上系统 (system-on-chip)。而相对于前两个平台,FPGA还没有成熟的针对控制系统的快速开发平台。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供一种FPGA控制系统开发平台。在Matlab/Simulink环境下,用户可以根据设计流程,快速地从次模块库中选取元件作为电子控制系统，与此同时，结合Simulink现有的丰富机电建模资源，进行联合仿真。仿真成功后可以直接编译、配置、下载到FPGA控制器上。本发明由下述技术方案实现
一种FPGA控制系统开发平台，包括PID反馈控制模块、数字脉冲宽度调制模块PWM、正交解码器模块。所述正交解码器由滤波电路、解码器、速度计算电路构成，将接收到的信号转换为位移与速度脉冲信号；
所述PID反馈控制模块由加法器、延时器、乘法器构成；PID反馈控制模块为数字PID 模块或增量式PID模块，所述数字PID模块的控制电路为
权利要求
1.一种FPGA控制系统开发平台，其特征在于包括正交解码器模块、数字脉冲宽度调制模块PWM、PID反馈控制模块；—所述正交解码器模块由滤波电路、解码器、速度计算电路构成，将接收到的信号转换为位移和速度脉冲信号；——所述PID反馈控制模块由加法器、延时器、乘法器构成，将接收到的脉冲信号与参考输入的误差，得到控制信号；——所述数字脉冲宽度调制模块PWM由计数器、位移器、比较器构成，将控制信号转换为脉冲波，对机电系统进行调节。
2.根据权利要求I所述的一种FPGA控制系统开发平台，其特征在于PID反馈控制模块为数字PID模块或增量式PID模块，所述数字PID模块的控制电路为
全文摘要
本发明涉及电子控制系统设计领域，提供了一种FPGA控制系统开发平台。该平台包括PID反馈控制模块、数字脉冲宽度调制模块PWM、正交解码器模块；正交解码器将接收到的信号转换为位移与速度脉冲信号；PID反馈控制模块调节接收到的脉冲信号与参考输入的误差，得到控制信号；数字脉冲宽度调制模块PWM将控制信号转换为脉冲波，实现对机电系统的调节。在Matlab/Simulink环境下，用户可以快速地从次模块库中选取元件作为电子控制系统，结合Simulink现有的丰富机电建模资源，进行联合仿真。仿真成功后可以直接编译、配置、下载到FPGA控制器上。
文档编号G05B11/42GK102591200SQ20111035304
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者李啸隽, 李琳, 邹炎飚 申请人:华南理工大学