Implementacja regulatora PID w układzie FPGA do sterowania aktywnym zawieszeniem magnetycznym z magnesami trwałymi

pol Artykuł w języku polskim DOI:

Bartosz Brzozowski , wyślij Maciej Henzel , Paulina Mazurek Wojskowa Akademia Techniczna

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Artykuł opisuje sposób implementacji cyfrowego algorytmu PID do zastosowania w sterowaniu aktywnym zawieszeniem magnetycznym. Do przetworzenia danych pomiarowych w tym układzie wykorzystane zostały przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe z interfejsem równoległym. Algorytm sterowania został opracowany i przetestowany na płytkach ewaluacyjnych z układami FPGA. Otrzymane wyniki porównano z charakterystykami symulacyjnymi uzyskanymi w pakiecie MATLAB/Simulink. W artykule szczegółowo opisano układ sterowania z regulatorem PID.

Słowa kluczowe

FPGA, regulator PID, zawieszenie magnetyczne

The FPGA implementation of the PID controller for the active magnetic bearing with permanent magnets

Abstract

In this article was presented an PID algorithm and its implementation in the control system of an active magnetic bearing. For input and output analog data parallel converters from Texas Instruments were used too. Digital PID algorithms were implemented and tested on FPGA chips from Xilinx Spartan Family. Results were compared with the results of PID controller simulated in Matlab/Simulink. The control system with the most optimal PID algorithm's implementation and adjustment was detailed.

Keywords

FPGA, magnetic bearing, PID algorithm

Bibliografia

  1. Texas Instruments: 16-Bit, Six-Chanel, Simultaneous Sampling ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER, Data Sheet, Dallas 2011.
  2. Texas Instruments: Octal, 16-Bit, Low-Power, High-Voltage Output, Parallel Input DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTER, Data Sheet, Dallas 2009.
  3. Kulesza Z., Koszewnik A.: Realizacja regulatora PID w układzie FPGA, KNAPP Politechnika Białostocka, 2006.
  4. Sonoli S., Raju K.N.: Implementation of FPGA based PID Controller for DC Motor Speed Control System, Proceedings of WCECS, San Francisco 2010.
  5. Gosiewski Z., Falkowski K.: Wielofunkcyjne łożyska magnetyczne, Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, Warszawa 2003.
  6. Mazurek P.: Projekt koncepcyjny układu sterowania aktywnym zawieszeniem w lotniczym układzie wykonawczym; Praca dyplomowa pod kierownictwem M.Henzel, Warszawa 2010.