基于FPGA的模糊邏輯芯片的設計與研究.pdf

1、模糊邏輯控制是智能控制的重要組成部分，近年來FPGA技術及EDA技術的快速發(fā)展為其硬件實現(xiàn)開辟了廣闊的前景。由于FPGA芯片集成度高，開發(fā)周期短，可重用性強等特點，基于FPGA的模糊邏輯控制在智能商品、智能家電、智能交通控制等領域擁有巨大的市場應用價值。
　　 本文主要研究了基于FPGA的模糊邏輯芯片的設計。首先利用MATLAB中的模糊邏輯工具箱進行設計和仿真，然后是基于FPGA的模糊邏輯控制芯片的具體設計，在此過程中探討了兩種

2、設計方法。
　　 一、快速查表法。此種方法是通過離線計算出模糊控制查詢表，然后在FPGA上編程實現(xiàn)。對于離線計算部分，首先利用C語言程序生成所需的模糊控制查詢表，然后將生成的模糊控制查詢表在QUARTUSⅡ軟件平臺上編程實現(xiàn)。
　　 二、在線推理法。這是將模糊邏輯推理過程在QUARTUSⅡ軟件平臺上直接編程實現(xiàn)。按照模糊控制器的基本結構，將設計模塊分成三大模塊：模糊化，模糊推理，反模糊化。為了提高算法的通用性和實用性，盡

3、可能的節(jié)省芯片資源，本文隸屬度函數(shù)設計為論域可調的三角函數(shù)，通過多分支選擇判斷結構直接求出輸入變量值對應的隸屬度和語言變量。在模糊推理模塊中，外部采用循環(huán)結構，內部采用多分支判斷選擇結構求出輸出語言變量對應的隸屬度值，同時進行Min-Max推理運算得到輸出控制的模糊量。在反模糊化模塊中，通過反模糊化函數(shù)選擇器設置三種反模糊化的方法：重心法，最大隸屬度法，中位數(shù)法。用戶根據(jù)需要可方便選擇使用。
　　 本文設計的基于FPGA模糊邏輯