原创 基于FPGA的PID算法实现

    有段时间没来这里写东西。最近稍微有些忙，工程硕士报名了，又有一部分时间给它了。

    言归正传，之前一直在学习PID算法，最近再用FPGA来实现PID控制，目前进行的2个实践一个，一个是温

度控制，和无刷直流电机的控制。

   温度控制是用单闭环的PID算法控制。

   无刷电机控制是用双闭环PI算法，也就是在电机控制里经常提到的电流环和速度环。

   最近抽空初步完成了PID算法的FPGA实现。

   增量式的PID控制理论，这里就不说了，博客里有具体公式。

   整个算法过程说直白点就是公式的硬件实现，用到了altera提供的IP核，整个的设计要注意的时钟的选

取，流水线的应用。

   先上rtl级视图

ek1,ek2,ek3 在之前的数据处理模块里做了延迟处理，同时刻下为ek，（ek-1）e（k-2），控制系数和差值

都是10位有符号数，后4位为定点小数位，作为温度测量值和输出pwm控制数据精度尚可满足要求。

算法实现是用增量式PID算法，需要位置式输出，所以最后输出前做了累加处理。

   这个PID算法是用来处理温度，温度反馈值是由ds18b20 测出，由于测温设备的控制时延大概在1s一次，但

PID算法时延只需要几个时钟周期在微秒级别，所以在这里做了个时能信号ds_en，ds18b20 测完一次温度值后

时能拉高，累加器输出，保证整个数据变化流。

下图是资源消耗图

功能仿真图

仿真做的比较简单，只取了几个简单的数值，第一次做算法类处理，望有经验的看客多多提出建议。