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Design and implementation of modular FPGA-based PID controllers / Chan, Yuen Fong in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°4 (Août 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°4 (Août 2007) . - 1898-1906 p. Titre : Design and implementation of modular FPGA-based PID controllers Titre original : Conception et exécution des contrôleurs FPGA-basés modulaires de PID Type de document : texte imprimé Auteurs : Chan, Yuen Fong, Auteur ; M. Moallem, Auteur ; Wang, Wei, Auteur Article en page(s) : 1898-1906 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Distributed  arithmetic  (DA)  Embedded  controllers  Field-programmable  gate  arrays  (FPGAs)  design  Power  and  speed  optimization  Proportional-integral-derivative  (PID)  controller  Arithmétique  distribuée  Contrôleurs  incorporés  Conception  programmable  de  rangées  de  porte  de  champ  Optimisation  de  puissance  et  de  vitesse  Contrôleur  dérivé  intégral  proportionnel Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : In this paper, modular design of embedded feedback controllers using field-programmable gate array (FPGA) technology is studied. To this end, a novel distributed-arithmetic (DA)-based proportional–integral–derivative (PID) controller algorithm is proposed and integrated into a digital feedback control system. The DA-based PID controller demonstrates 80% savings in hardware utilization and 40% savings in power consumption compared to the multiplier-based scheme. It also offers good closed-loop performance while using less resources, resulting in cost reduction, high speed, and low power consumption, which is desirable in embedded control applications. The complete digital control system is built using commercial FPGAs to demonstrate the efficiency. The design uses a modular approach, so that some modules can be reused in other applications. These reusable modules can be ported into Matlab/Simulink as Simulink blocks for hardware/software cosimulation or integrated into a larger design in the Matlab/Simulink environment to allow for rapid prototyping applications. Dans cette conception de papier et modulaire des contrôleurs incorporés de rétroaction employant la technologie programmable de la rangée de porte de champ (FPGA) est étudié. À cet effet, un roman a distribué l'arithmétique (DA) - le contrôleur (PID) dérivé intégral proportionnel basé que l'algorithme est proposé et intégré dans un système de commande numérique de rétroaction. Le contrôleur DA-basé de PID démontre l'épargne de 80% dans l'utilisation de matériel et l'épargne de 40% dans la puissance d'énergie comparée à l'arrangement multiplicateur-basé. Il offre également la bonne exécution de boucle bloquée tout en en utilisant moins de ressources, ayant pour résultat la réduction des coûts, la vitesse, et la consommation de basse puissance, qui est souhaitable dans des applications incluses de commande. Le système complet de commande numérique est établi en utilisant FPGAs commercial pour démontrer l'efficacité. La conception emploie une approche modulaire, de sorte que quelques modules puissent être réutilisés dans d'autres applications. Ces modules réutilisables peuvent être mis en communication dans Matlab/Simulink comme blocs de Simulink pour le cosimulation de matériel/logiciel ou être intégrés dans une plus grande conception dans l'environnement de Matlab/Simulink pour tenir compte des applications rapides de prototypage. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Rétroaction (électronique) En ligne : mmoallem@sfu.ca [article] Design and implementation of modular FPGA-based PID controllers = Conception et exécution des contrôleurs FPGA-basés modulaires de PID [texte imprimé] / Chan, Yuen Fong, Auteur ; M. Moallem, Auteur ; Wang, Wei, Auteur . - 1898-1906 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°4 (Août 2007) . - 1898-1906 p. Mots-clés : Distributed  arithmetic  (DA)  Embedded  controllers  Field-programmable  gate  arrays  (FPGAs)  design  Power  and  speed  optimization  Proportional-integral-derivative  (PID)  controller  Arithmétique  distribuée  Contrôleurs  incorporés  Conception  programmable  de  rangées  de  porte  de  champ  Optimisation  de  puissance  et  de  vitesse  Contrôleur  dérivé  intégral  proportionnel Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : In this paper, modular design of embedded feedback controllers using field-programmable gate array (FPGA) technology is studied. To this end, a novel distributed-arithmetic (DA)-based proportional–integral–derivative (PID) controller algorithm is proposed and integrated into a digital feedback control system. The DA-based PID controller demonstrates 80% savings in hardware utilization and 40% savings in power consumption compared to the multiplier-based scheme. It also offers good closed-loop performance while using less resources, resulting in cost reduction, high speed, and low power consumption, which is desirable in embedded control applications. The complete digital control system is built using commercial FPGAs to demonstrate the efficiency. The design uses a modular approach, so that some modules can be reused in other applications. These reusable modules can be ported into Matlab/Simulink as Simulink blocks for hardware/software cosimulation or integrated into a larger design in the Matlab/Simulink environment to allow for rapid prototyping applications. Dans cette conception de papier et modulaire des contrôleurs incorporés de rétroaction employant la technologie programmable de la rangée de porte de champ (FPGA) est étudié. À cet effet, un roman a distribué l'arithmétique (DA) - le contrôleur (PID) dérivé intégral proportionnel basé que l'algorithme est proposé et intégré dans un système de commande numérique de rétroaction. Le contrôleur DA-basé de PID démontre l'épargne de 80% dans l'utilisation de matériel et l'épargne de 40% dans la puissance d'énergie comparée à l'arrangement multiplicateur-basé. Il offre également la bonne exécution de boucle bloquée tout en en utilisant moins de ressources, ayant pour résultat la réduction des coûts, la vitesse, et la consommation de basse puissance, qui est souhaitable dans des applications incluses de commande. Le système complet de commande numérique est établi en utilisant FPGAs commercial pour démontrer l'efficacité. La conception emploie une approche modulaire, de sorte que quelques modules puissent être réutilisés dans d'autres applications. Ces modules réutilisables peuvent être mis en communication dans Matlab/Simulink comme blocs de Simulink pour le cosimulation de matériel/logiciel ou être intégrés dans une plus grande conception dans l'environnement de Matlab/Simulink pour tenir compte des applications rapides de prototypage. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Rétroaction (électronique) En ligne : mmoallem@sfu.ca