FPGA-based通用型多通道PID控制器模組設計

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Title:	FPGA-based通用型多通道PID控制器模組設計
Authors:	陳慈凌賴秋庚
Contributors:	電機工程系
Keywords:	數位控制高通濾波器移動平均法比例-積分-微分可程式規劃閘陣列多工切換
Date:	2010
Issue Date:	2013-07-31 14:34:23 (UTC+8)
Publisher:	台中;國立勤益科技大學
Abstract:	本研究以可程式規劃閘陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)為基礎，設計通用型多通道比例、積分與微分(Proportional-Integral- Derivate, PID)控制器。本設計可以提供硬體之數位控制器實現，且實現通用多通道的PID模組以供使用者使用。在數位控制系統下實現PID控制理論，必須以離散的方式來實現，並且考慮積分之飽和與微分之高通電路易受雜訊干擾問題。因此於積分控制部份利用Anti-Windup做信號限制，而微分控制則以高通濾波器實現。整個硬體PID系統透過ADC與DAC多工方式進行輸入之通道切換，在信號輸入端並利用移動平均濾波器來處理輸入訊號之雜訊問題。系統設計著重於以模組化元件進行開發，及控制演算法以硬體實現為主軸。所設計系統允許使用者能針對其系統自行設定多組參數與取樣頻率，使PID控制器模組達到實用而完善之應用目的。最後藉由Matlab/Simulink模擬和電路實作結果來評估硬體PID控制器之效能。
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