Ringkasan artikel fpga as a tool for hardware realization of feedback control Penugasan Matakuliah Sistem Embedded

1. TELKOMNIKA, Vol.13, No.2, June 2015, pp. 125~132
ISSN: 1693-6930, accredited A by DIKTI, Decree No: 58/DIKTI/Kep/2013
DOI: 10.12928/TELKOMNIKA.v13i2.xxxx  281
Received February 23, 2014; Revised May 29, 2014; Accepted June 12, 2014
Ringkasan Artikel FPGA as a tool for hardware
realization of feedback control
Eka Budi S1, Frans Bayu P2, Aditya Apriyanto P3
Fakultas Teknologi Industri, Universitas Ahmad Dahlan
S.H. Janturan, Warungboto, Umbulharjo, Kota Yogyakarta, Daerah Istimewa Yogyakarta 5516
Eka1500022082@webmail.uad.ac.id, frans1500022083@webmail.uad.ac.id,
aditya1500022084@webmail.uad.ac.id
Abstract
Makalah yang disajikan berkaitan dengan pengembangan algoritma kontrol yang kuat
berdasarkan metodologi refleksi vektor. Pendekatan desain pengendali ini menjamin stabilitas,
ketangguhan dan kinerja tinggi. Metode yang disajikan berhasil diuji untuk proses osilasi stabil,
tidak stabil dan kuat dan untuk sistem dengan ketidakpastian model parametrik. Algoritma yang
diusulkan dapat secara efektif direalisasikan menggunakan struktur array lapangan-diprogram
(FPGA) seperti yang ditunjukkan dalam studi kasus-realisasi perangkat keras menggunakan
teknologi FPGA untuk motor DC. Semua simulasi dan simulasi yang disempurnakan telah
direalisasikan dalam MATLAB-Simulink.
Keywords: Robust control; Robust stability; Parametrical uncertainty; Quadratic programming;
Reflection vectors; FPGA1.
1. Introduction
1.1. Mengajar desain logika digital
Selama sepuluh tahun terakhir, pengembangan prinsip dasar kontrol yang kuat dan
evolusi metode kontrol baru yang kuat untuk jenis ketidakpastian model yang berbeda dapat
terlihat. Berdasarkan asumsi teoritis, pemodelan dan metode simulasi, pendekatan yang efektif
untuk mengontrol proses dengan ketidakpastian yang kuat dan tidak terdefinisi dirancang. Sikap
semacam itu khas untuk proses bioteknologi, pabrik kimia, industri otomotif, penerbangan, dll.
Ada dua pendekatan untuk menerapkan sistem kontrol menggunakan teknologi
digital. Pendekatan pertama didasarkan pada perangkat lunak yang menyiratkan interaksi
prosesor memori. Memori menahan program aplikasi saat prosesor menjemput,
menerjemahkan, dan mengeksekusi instruksi program. Pengontrol logika terprogram (PLC),
mikrokontroler, mikroprosesor, prosesor sinyal digital (DSP) dan komputer tujuan umum adalah
alat untuk implementasi perangkat lunak.
2. Rumusan masalah
Mari kita pertimbangkan sintesis kontrol kuat dari loop kontrol diskrit-waktu skalar.
Fungsi transfer dari
sistem waktu kontinyu yang asli dijelaskan oleh fungsi transfe
GP(s) = ¯B(s)) e−Ds = ¯bmsm + ¯bm−1sm−1 + · · · + ¯b0
¯ansn + ¯an−1sn−1 + · · · + ¯a0 e
Fungsi transfer (1) dapat dikonversi ke counterpartenya diskrit-waktu
GP(z−1) = b0 + b1z−1 + · · · + bnz−n 1
1 + a1z−1 + · · · + anz−
2.1. Komputasi wilayah stabil melalui koefisien refleksi
Polinomial biasanya ditentukan oleh koefisien atau akar mereka. Mereka dapat
dicirikan juga oleh refleksi mereka koefisien menggunakan rekursi Schur-Cohn.
Biarkan Ck(z−1) Polinominalmonik menjadi koefisien ci ∈ R, i = 0, . . ., k C(z−1) = 1 + c1z−1 +
· · · + ckz−k
Lemma 1. Sebuah sistem dinamis diskrit-waktu stabil jika polinomial karakteristiknya adalah
Schur stabil, yaitu, jika semua kutubnya berada di dalam lingkaran unit.

2.  ISSN: 1693-6930
TELKOMNIKA Vol. 13, No. 2, June 2015 : 125 – 132
282
Kriteria stabilitas dalam hal koefisien refleksi adalah sebagai berikut (Diaz-Barrero dan
Egozcue, 2004).
Lemma 2. Sebuah polinominal C(z−1) semua akar didalamnya akan memili disk jika |ri| < 1, i =
1, . . ., k.
2.2. Stable polytope of reflection vectors
Ini akan menunjukkan bahwa, untuk keluarga polinomial penutup linier dari apa yang disebut
vektor refleksi adalah Schur stabil.
2.3. Desain pengontrol yang tangguh
Sebuah pengontrol yang tangguh harus dirancang sedemikian rupa sehingga polinomial
karakteristik loop tertutup ditempatkan dalam stabil
polytope (penutup linier) dari vektor refleksi.
3. Implementasi algoritma kontrol
Dalam hal ini desain paralel dari algoritma kontrol digunakan, yang berarti bahwa
masing-masing operasi memiliki satu unit aritmatika baik akumulator atau pada pengganda.
Design pararel ini ditunjukan pada gambar 1.
Gambar 1: Design pararel ddari algoritma kontrol
Gambar 2: Skema rangkaian kontrol menggunakan blok Xilinx.
3. Studi Kasus
Pertimbangkan sistem DC yang dijelaskan oleh fungsi transfer nominal orde pertama.
GP(s) = B(s)/ A(s) e−Ds = K /T1s + 1e−Ds = 153.4 /0.07392s +( 1e−0.01s)
Respons langkah loop tertutup yang sesuai di bawah pengontrol umpan balik (34) dan
pengontrol umpan maju GFF (z − 1) = S (z − 1) / P (z − 1) = 2
di mana koefisien K, T1 bervariasi dalam interval ketidakpastian K ∈ 150; 160, T1 ∈ 0.070;
0.078 Pertimbangkan fungsi transfer kontinyu-waktu nominal yang dikonversi ke bentuk diskrit-
waktu dengan
periode sampling T = 0,01 s:
4. Kesimpulan
Makalah yang disajikan berkaitan dengan pendekatan baru dari desain pengendali
yang kuat menggunakan teknik refleksi vektor.
Struktur kontrol terdiri dari bagian umpan maju dan umpan balik. Algoritma yang diusulkan diuji
menggunakan teknologi FPGA
untuk motor DC .Contoh ilustratif diselesaikan dengan menggunakan pemrograman kuadrat
untuk kinerja yang ditentukan dengan tepat
fungsi. Hasil yang diperoleh menunjukkan penerapan yang sangat efektif dari prinsip-prinsip
teoritis untuk pengendalian proses
dengan ketidakpastian model parametrik.