基于FPGA的磁流变抑振器控制系统设计

摘要

为满足井下智能控制系统高速采集振动信号,减小测控系统电路体积,提高振动信号测量精度,同时获得多片加速度计读数,可进行高速浮点运算,具有硬件乘法器并且具有丰富的总线接口的要求,设计了基于可编程逻辑设计工具FPGA的模糊PID控制器的磁流变抑振系统。为确保实现智能控制系统的合理管控,采用了LIS2DH三轴加速度计模块,并针对LIS2DH三轴加速度计与PID控制系统设计了相应的控制模块。结果表明:基于FPGA的磁流变抑振器控制系统能够充分利用FPGA芯片的特性,同时利用模糊自适应PID算法优势,实现磁流变抑振器对井下管柱的实时抑振功能。另一方面,在Quartus II中编写被控模型以便仿真验证,在Modelsim中进行各模块的波形仿真,验证了该系统设计的正确性。