基于fpga的空調溫度控制電路的設計開題報告-在線瀏覽
2024-07-31 15:26本頁面
【正文】 藥研制等的研究和測試領域需要低溫恒溫器作為進行低溫實驗的保障?，F在在的低溫恒溫器主要采用低溫液體作為冷源來滿足實驗所需要的低溫要求，為了能夠工作較長時間，低溫恒溫器大多數采用了高真空多層絕熱，設備多為不可拆結構或實驗過程中部件間沒有相對運動的結構。 溫度控制系統的的優(yōu)缺點 對于各種不同的溫度控制系統它存在著各種優(yōu)缺點，把握好各個溫控系統的特點是 其更好的利用于所需要的工程中去。由于控制對象種類繁多，各自內在機理不同，所建數學模型存在一定局限性，且控制對象普遍具有時間常數大 、純滯后時間長、時變性較明顯等特點。位式調節(jié)最為簡單，但因沒有真正穩(wěn)定點，余差大，多用于控制指標要求不高的場合。模糊控制的優(yōu)點是能夠得到較好的動態(tài)響應特 性，并且無需知道被控制對象的數學模型，適應性強，魯棒性好。而且在恒溫端的溫度波動依然很大，且隨著系統的物性參數的逐漸改變，會出現波動現象，難以控制在要求的精度范圍內，所以常規(guī)的模糊控制所存在的主要問題是如何提高穩(wěn)態(tài)精度。 3 現場可編程 FPGA 現場 可編程邏輯 門陣列（英語： Field Programmable Gate Array, FPGA），是一個含有可編輯元件的 半導體 設備，可供使用者現場程序化的 邏輯門 陣列元件。對于目前流行的 EDA 工具軟件，下圖的設計流程具有一般性。硬件設計是由 FPGA 芯片 、輸入輸出接口、存儲器以及相應的其他硬件，而軟件設計就是運用 Verilog HDL（ VHDL）語言寫程序。一般來說 FPGA 的設計流程分為下面幾個部分。 設計輸入 一般設計輸入分 為以下兩種類型： （ 1） .圖形輸入 圖形輸入通常包括原來圖輸入、狀態(tài)圖輸入和波形圖輸入等方法。 波形圖輸入方法則是將待設計的電路看成是一個黑盒子，只需告訴 EDA 工具該黑盒子電路的輸入和輸出時序波形圖，就能根據此完成黑盒子電路的設計。原理圖由邏輯器件和連接線構成，如與門、非門、或門、觸發(fā)器以及含 74 系列器件功能的宏功能塊，甚至還有一些類似與 IP 的功能塊。 （ 2）硬件描述語言文本輸入 這種方式與傳統的計算機軟件語言編輯輸入基本一致，就是將使用了某種硬件描述語言的電路設計文本，如 VHDL 的源程序，進行編輯輸入。 功能仿真 功能仿真也可以稱之為前仿真。 綜合優(yōu)化 綜合，就其字面含義應該為把抽象的實體結合成單個或統一的實體。 仿真 在編輯下載前必須利用 EDA 工具對適配生成的結果進行模擬測試，就是所謂的仿真。有兩種不同級別的仿真測試 :時序仿真和功能仿真。 硬件描述語言 VHDL VHDL 的英文全名是 VHDIC，于 1983 年由美國國防部發(fā)起創(chuàng)建，由 IEEE 進一步發(fā)展并在 1987 年作為 “ IEEE 標準 10776” 發(fā)布從此， VHDL 成為硬件描述語言的業(yè)界標準之一并在電子設計領域得到了廣泛應用，逐步取代了原有 的非標準硬件描述語言。因此， VHDL 的設計方法為自頂向下。一個項目的設計過程包括從自然語言說明到 VHDL 的系統行為描述，從系統分解、 RTL 模型的建立、門級模型產生到最終的可以物理布線實現的底層電路，就是從高抽象級別到低抽象級別的整個設計周期。 應用 VHDL 進行自上而下的設計，就是使用 VHDL 模型在所有綜合級別上對硬件設計進行說明、建摸和仿真測試。這些小組可以工作在不同地點，甚至可以分屬不同的單位，最后將不同的模塊集成為最終的系統模型，并對其進行綜合測試和評價。 （ 2） 建立 VHDL 行為模型，這一步是將 設計說明書轉化為 VHDL 行為模型。 （ 3） VHDL 行為仿真。 （ 4） VHDLRTL 級建模。 （ 5） 前端功能仿真。 （ 6） 邏輯綜合。 （ 7） 測試向量生成。 FPGA 設計的時序測試文件主要產生于適配器。 （ 8） 功能仿真。 （ 9） 結構綜合。 （ 10） 門級時序仿真。 （ 11） 硬件測試。 與其他的硬件描述語言相比， VHDL 具有較強的行為仿真級與綜合級的建模功能，這種能遠離具體硬件，基于行為描述方式的硬件描述語言恰好滿足典型的自頂向下的設計方法，因而能順應 EDA 技術發(fā)展的趨勢，解決現代電子設計應用中出現的各類問題。當然也存在 相應的負面問題，耗能的日益增加已成為我國部分地區(qū)能源及電力供需矛盾的主要原因之一，當務之急必須采取有效措施降低空調的能耗。 參考文獻 [1] 王曉輝，基于 FPGA 的溫度控制電路測量系統設計，西安工業(yè)大學， 20xx [2] 柯維娜、蔡國飆、朱定強，溫度控制技術的發(fā)展與應用綜述，北京航空航天大學 [3] 張永堅，空調技術的發(fā)展與前景，百度文庫 [4] 魏巍、劉京、趙加寧，電信基站用新風冷卻熱 換裝置的開發(fā)應用研究 [J]，電信電工技術與標準化， 20xx [5] 黃志偉， FPGA 系統設計與實踐 [M]，北京：清華大學出版社。 20xx [6] 席在芳、歐青立、曾照福，空調控制器設計實驗教學的探索與實踐 [J]，實驗管理，20xx [7]周立功 ，《 EDA 實驗與實踐 [M]》 ，北京：北京航空航天大學出版社， 20xx [8] 陳傳好，空調電機集散式微機自動檢測系統 [J]，電機電器技術， 200 [9] 李溯、田成方，模糊控 制技術在空調器上的應用 [J]，北方工業(yè)大學學 [10] 江億、朱偉峰，暖通空調系統傳感器的故障檢測 [J]，清華大學學， 20xx [12] 潘松 黃繼業(yè) . EDA 技術實用教程 . 北京：科學出版社， 20xx [13] 潘松 黃繼業(yè) . EDA 技術與 VHDL. 北京：清華大學出版社， 20xx [14] 李杰智，空調器出廠檢驗自動測試系統 [
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