VHDL直流电机模糊控制器的设计与实现

在直流电机控制策略方面，属于智能控制理论的模糊控制其突出优点在于它不依赖于被控对象的模型，因此本设计尝试将模糊控制理论应用于直流电机转速控制，并将模糊控制器实现于FPGA（Field Programmable Gate Array）芯片上。在实现方法上本设计采用模糊查表控制法实现模糊控制器的设计，辅以设计系统相关的反馈信号处理、误差及误差变化率信号生成模块和PWM驱动模块。设计中各模块均采用硬件描述语言VHDL进行各模块的功能描述、编译和时序仿真。最后用原理图的方法对顶层文件进行设计和仿真分析。设计中，考虑到线下处理求得模糊控制关系及模糊控制表需要经过大量运算，运算过程繁琐、复杂，大大降低设计的灵活性，对此本设计采用Matlab仿真的方法，可以有效减小运算量。

直流电机简介
直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
PWM调速的基本原理：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定，宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速。
本设计是以FPGA为硬件载体来实现一个双输入单输出的8位模糊逻辑控制器来控制直流电机转速的设计方案。首先介绍模糊控制系统的控制框图如图5-2所示，然后依次介绍各功能模块的具体设计方案，并做相应的仿真说明。在本章的最后进进行控制器系统的搭建和仿真测试。

由系统框图可知，系统设计可分为七个必要的基本模块：时序控制模块、按键控制输入转速模块、误差及误差变化率生成模块、模糊控制模块、占空比值（方波࿰