Implementacja algorytmów sterowania w układach FPGA na przykładzie robota równoległego

摘要

W artykule przedstawiono problemy związane z implementacją algorytmów sterowania w układach FPGA. Zaproponowane rozwiązanie oparte jest na architekturze „System-on-Programmable-Chip" z wprogramowa-nym mikroprocesorem, która pozwala na mieszaną, sprzętowo-programową implementację i badanie możliwych realizacji algorytmu. Jako przykład zastosowania przedstawiono sterowanie neuronowe robotem do frezowania o trzech stopniach swobody. Sterownik jest oparty na neuronowym modelu dynamiki odwrotnej manipulatora, uczonym na danych zebranych z użyciem stabilizującego sterownika wykorzystującego strukturalny model analityczny manipulatora. Dla porównania obydwa sterowniki zostały zaimplementowana w systemie o tej samej architekturze.%The paper presents problems related to implementation of control algorithms in FPGA. Proposed solution is based on System-on-Programmable-Chip architecture with soft-processor that allows for mixed, hardware/software implementation and exploration of possible control algorithm realizations. The case study is a neural controller for 3-DOF parallel robot for milling. The controller is based on neural model of the inverse dynamics of the manipulator, trained on data collected with the use of a computed torque stabilizing controller. For comparison, both controllers were implemented in a system of the same architecture.