طراحی و ساخت کنترل کننده صنعتی بر پایه fpga

در این پایان نامه هدف اصلی، طراحی و پیاده سازی الگوریتم های کنترلی برای کنترل سیستمهای صنعتی بر پایه fpga است و از چند جنبه متفاوت به کنترل کننده های بر پایه fpga می پردازد. ابتدا به صورت کلی مروری بر ساختار fpga می شود. سپس به صورت خلاصه اصول و روش طراحی دیجیتال بر پایه fpga بررسی شده است. در ادامه مراحل طراحی یک کنترل کننده حلقه بسته بر پایه fpga بررسی شده است. در این پایان نامه طراحی یک سیستم ردیاب نقطه حداکثر توان سلول های خورشیدی به عنوان یک نمونه سیستم کنترل حلقه بسته بررسی شده است، که در این کار از یک fpga به عنوان بستر پیاده سازی کنترل کننده استفاده شده است. این طرح ابتدا مدل سازی و شبیه سازی شده و در نهایت به صورت تجربی ساخته شده است. این سیستم با در نظر گرفتن نکات تجربی و رفع مشکلات ساخت و همچنین با استفاده از الگوریتم p&o و کنترل کننده فازی و همچنین یک روش پیشنهادی بر اساس روش هدایت افزایشی پیاده سازی شده بر پایه fpga عملکرد مناسبی از خود نشان داد به طوری که این سیستم با استفاده از الگوریتم p&o توانست بیش از 90% و با استفاده از روش پیشنهادی و کنترل فازی بیش از 95% از توان نامی سلول را به بار منتقل کند. در ادامه برای بهینه سازی عملکرد سیستم های کنترلی، پیاده سازی یک الگوریتم ژنتیک جدید بر پایه fpga بررسی شده است. این الگوریتم با استفاده از دو ویژگی مهم fpga یعنی موازی سازی و پیکربندی مجدد در حین اجرای برنامه عملکرد بسیار خوبی از خود نشان داد که می توان از آن برای بهبود پارامترهای سیستم های کنترلی استفاده کرد. در انتهای این پایان نامه به جنبه دیگری جهت استفاده از fpga در کنترل صنعتی پرداخته می شود، و آن استفاده از پردازش تصویر برای کنترل موقعیت سلول های خورشیدی نسبت به خورشید برای دریافت بیشترین انرژی است. در این کار با استفاده از روش تشخیص لبه، موقعیت تصویر خورشید بر روی پنل های خورشیدی تشخیص داده می شود و برای قرار گرفتن وضعیت مناسب سلول های خورشیدی دستورات کنترلی مناسب صادر می شود.