介紹了一種不完全微分的PID 控制器在FPGA 上實現(xiàn)的方法。首先對不完全微分PID
控制的原理和設計中使用的算法進行分析，然后，用MATLAB 針對特定的被控對象模型進行仿真實驗，獲得了比較理想的系統(tǒng)輸出。最后，利用VHDL 語言設計不完全微分PID 控制器、A/D 和D/A 等各個模塊，并對各個模塊進行設計中的優(yōu)化處理。實驗表明，該設計方案可行的，而且本文的設計既有很快的運行速度，又改善了傳統(tǒng)PID 控制器的控制性能。
關鍵詞: VHDL ；FPGA ；PID 控制；不完全微分；PID 算法
數(shù)字 PID 控制在生產(chǎn)過程中是一種最普遍采用的控制方法，在冶金、機械、化工等行
業(yè)獲得了廣泛的應用[1]。但是由于在工業(yè)控制的過程中設備不斷的啟動和停止，以及現(xiàn)場工作環(huán)境條件的限制。即使具有經(jīng)過精心設計的抗干擾設備的工控計算機，都有可能因為偶然的人為或非人為的干擾而出現(xiàn)控制出錯。如果能夠設計一個通用的控制芯片來對生產(chǎn)過程中的設備進行控制，就可能減少不必要的錯誤。
隨著EDA(Electronic Design Automation)技術的發(fā)展，F(xiàn)PGA(Field Programmable Gate
Array)在數(shù)字邏輯系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。FPGA 最明顯的優(yōu)勢在于集成度高，體積小，功耗低，可靠性高和電路設計比較靈活。因此應用FPGA 設計各種各樣的芯片的技術應運而生。本文提出了一種用FPGA 設計具有高可靠性的改進型的數(shù)字PID 電路。仿真實驗表明：該設計方法是可行的，并且在實際的控制中也具有很好的控制效果。