摘要：现如今PID控制器已经广泛应用于各种领域，方便了人们的日常生活。然而传统的PID控制器容易受外界的干扰，出现程序不能正常运行的情况，常常会导致严重的后果。数字PID控制器的出现就很好的解决了这个问题。基于微处理器的数字PID控制器与基于FPGA的数字PID控制器相比较，基于微处理器当外界条件十分恶劣时系统还是会受到影响导致输出值变化很大甚至无法做出响应，但是 基于FPGA很难受到外界的干扰，稳定性更好。

设计可以控制温度的数字PID控制器，当设定一个温度时，PID控制器能够根据模拟的当前温度决定是否继续升温，是否升温的状态能在FPGA开发板的LED灯上体现。用并行的方法实现增量式PID算法。用Verilog语言编写PID控制器模块，模拟温度变化规律模块和模拟实际温度模块，实现三个模块之间的循环，直到模拟的实际温度与设定的温度相同。最后验证时FPGA开发板的信号灯亮时表明正在加热，灯灭表明实际温度已达到设定温度。

关键词：PID算法；FPGA；Verilog

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 课题的目的与意义-1

1.2 PID控制器的发展与现状-2

1.3 PID控制的具体应用-4

1.3.1 模糊PID控制器-4

1.3.2 专家PID控制器-4

1.3.3 神经网络PID控制器-4

1.3.4 基于遗传算法的PID控制器-5

1.3.5 智能PID自学习控制器-5

1.4 本章小结-6

第二章  PID控制原理-7

2.1 PID控制器的组成-7

2.2 PID控制器参数调节-8

2.3 本章小结-9

第三章  数字PID控制器的实现-10

3.1 数字PID控制算法-10

3.2 控制温度的数字PID控制器总体框架-13

3.3 控制温度的数字PID控制器模块设计-14

3.3.1 数字PID控制模块-14

3.3.2 模拟温度变化规律模块-16

3.3.3 模拟实际温度模块-19

第四章  仿真与验证-21

4.1 modelsim仿真-21

4.2 FPGA验证-24

4.3 本章小结-26

第五章  总结-27

参考文献-28

致  谢-29

附  录-30