Verilog HDL：1995年IEEE制定了Verilog HDL的IEEE标准。此种语言能支持较多的EDA的工具，比VHDL容易学习，综合过程也比较简单，但是高级描述方面仍然比不上VHDL。两种语言的使用都很广泛，各有其优点。文献综述

ABEL：一种早期的硬件描述语言。

AHDL：移植性差，只适合Altera公司的开发系统。

2。3 FPGA的设计流程

利用Quartus II进行FPGA设计的流程图[4]如图2-1所示：

图2-1 FPGA设计的流程图

(1)设计输入

利用FPGA进行设计时，设计输入方式通常有：原理图输入、硬件描述语

言输入、状态机输入等。

（2）逻辑综合

逻辑综合，就是将电路的高级描述语言转换成低级的可与FPGA的基本结构相互映射的网表文件。

(3)布局布线

布局布线就是使用逻辑综合后的网表文件，将工程的逻辑与时序要求与器件的可用资源相匹配。

    (4)时序分析

时序分析就是对FPGA设计的时序性能进行分析、调试和确认的一种方法。

    (5)仿真

仿真是指使用设计软件包对已经实现的设计进行完整的测试，时序仿真便于分析其时序关系，估计其设计性能。

    (6)编程和配置

通过编程器(programmer)：将布局布线后的配置文件下载到FPGA中，对其硬件进行编程。

3 控制算法的选择

3。1 PID控制

PID控制是比例、积分、微分控制的简称，是自动控制中产生最早、应用最广的的一种控制方法。近些年PID控制技术日渐成熟，对于线性系统能够建立精确模型的系统，采用PID控制能够取得非常理想的效果。同时由于PID控制算法简单可靠灵活性的特点，PID控制广泛的应用于工业控制系统中。本节主要介绍PID控制算法的基本理论。

3。1。1模拟PID控制

PID控制[5]在模拟控制系统中依然占据着重要的位置。常规的模拟PID控制系统原理结构图如图3-1所示：

模拟PID控制系统来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

所谓PID控制，就是一种对偏差进行比例(P)、积分(1)、微分(D)变换的控制规律。PID控制器根据给定值r(t)与实际输出值y(t)构成控制偏差：

e(t)=r(t)-y(t)                   (3-1)

再将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)运算通过线性组合组成控制量u(t)，从而对被控对象进行控制。PID控制器的控制规律为：

                       (3-2)

公式(3-2)经过拉氏变换后的传递函数后为：

式中Kp是比例系数，TI是积分时间常数，TD是微分时间常数。

3。1。2数字PID控制

随着计算机技术的发展，产生了数字PID控制，这种控制作用更灵活、易于改进和完善。数字PID控制算法通常分为位置式算法和增量式算法。

   (1)位置式PID控制算法由于计算机是通过软件实现其控制算法，因此需要对模拟量进行离散化处理。不能对积分项和微分项进行直接的计算，只能运用近似逼近的方法处理，其中用一系列的采样时刻点kT代表连续时间t，用求和代替积分，以增量代替微分，则可以得到