پژوهش: پایان نامه ارشد رشته برق: طراحي كنترل كننده فازي ديجيتال با مدار فازي ساز جديد با استفاده از CMOS

با عنوان : طراحی کنترل کننده فازی دیجیتال با مدار فازی ساز جدید با بهره گیری از CMOS

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه ارومیه

پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

دانشكده فني

گروه برق

طراحي كنترل كننده فازي ديجيتال با مدار فازي ساز جديد با بهره گیری از CMOS

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چكيده

در اين پايان نامه هدف طراحي كنترلر فازي با ورودي ديجيتال و خروجي آنالوگ ولتاژي می باشد. اين كنترلر فازي دو ورودي ديجيتال داشته و يك خروجي آنالوگ دارد كه با برنامه ريزي چهار پارامتر مشخصات تابع عضويت پروگرم مي گردد. اين كنترلر داراي ساختاري جديدي می باشد كه با اين ساختار بسياري از مشكلات موجود در ساختار هاي ديگر حل شده می باشد. اين كنترلر از يك مدار MIN-MAX ولتاژي بسيار قابل انعطاف بهره مي برد كه با يك ساختار هم مينيمم و هم ماكزيمم سيگنال ها را در اختيار قرار مي دهد. در ادامه براي بلوك defuzzifier هم ساختار بسيار ساده و مناسبي در مد ولتاژ طراحي شده می باشد كه نياز به مدارات پيچيده خازني را مرتفع نموده می باشد. اين كنترلر در 9 رول پياده سازي گردید و نتايج شبيه سازي توان مصرفي 36/43mW را نشان داد و به سرعت 9/4MFLIPS رسیدیم.

شبيه سازي هاي انجام شده در نرم افزار HSPICE انجام گرفته می باشد و Layout مدارات هم در نرم افزار Cadenc در پروسه CMOS 0/35μm كشيده شده می باشد. در فصل سوم كل معماري كنترلر آمده می باشد كه در اين فصل شبيه سازي هاي انجام گرفته با نرم افزار MATLAB نیز آمده می باشد.

فصل اول

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

مقدمه

كنترلر هاي فازي با بهره گیری از منطق فازي وظيفه كنترل كردن سيستم هاي گوناگوني را دارند. اين كنترلر ها آغاز اطلاعات crisp ورودي را به اطلاعات فازي تبديل مي كنند و با پردازش و تركيب اين اطلاعات سيگنال كنترلي ايجاد مي گردد و تصميم گيري انجام مي گيرد و در نهايت اين سيگنال تبديل به crisp شده و به عنوان خروجي به سيستم هاي تحت كنترل داده مي گردد.

مطابق آن چیز که در بالا گفته گردید نياز به دو mapping هست: تبديل اطلاعات از محيط crisp به محيط فازي و ديگري تبديل اطلاعات و سيگنال هاي فازي به crisp در خروجي. يك سيستم فازي اين فرايند را توسط تئوري فازي انجام مي دهد كه در سال 1965 توسط پروفسور لطفي زاده تعريف گردید و ساختار رياضي آن به صورت كامل پياده سازي گردید. اين mapping ها به صورت غير خطي هستند و اطلاعات crisp را به فازي تبديل مي كنند.

امروزه منطق فازي در طراحي سيستم ها بسيار بهره گیری مي گردد، انعطاف پذيري بالا و نزديكي اين منطق به فكر بشر باعث شده كه سيستم ها را بسيار راحت و خوب كنترل كرد.منطق فازي بر روي سيستم هاي كنترلي الكترونيكي بسيار زيادي پياده سازي شده و باعث ايجاد يك روش طراحي جديد در اين سيستم ها گشته می باشد.

طراحي و ساخت كنترلرهاي general purpose براي كنترل سيستم هاي الكترونيكي بسيار مناسب و كم هزينه هستند كه با روش هاي گوناگون و با نقاط ضعف و قوت متنوع طراحي مي شوند. اين كنترلر ها متناسب با سيستم تحت كنترل برنامه ريزي مي گردد و با در نظر داشتن اين قابليت برنامه ريزي براي هر سيستم ، بسيار مطلوب و مناسب مي باشند.

كنترلر هاي فازي در دو نوع ديجيتال و آنالوگ طراحي مي شوند كه مفهوم ديجيتال و يا آنالوگ بودن هم در ارتباط با ارتباط با دنياي خارجي و Interface آن كنترلر می باشد و هم درالگوريتم و ساختار داخلي آن سيستم فازي مفهوم دارد. كنترلرهاي فازي ديجيتال توانايي اتصال به ادوات و سنسور هاي ديجيتال را دارند و توانايي پردازش سيگنال هاي ديجيتال از نقاط قوت آنها محسوب مي گردد و پیش روی كنترلر هاي فازي آنالوگ توانايي پردازش سيگنال هاي آنالوگ را دارند و در ورودي ولتاژها و يا جريانات آنالوگ را كه از ادوات الكترونيكي و سنسورها مي آيند را دريافت مي كنند. در هر دو نوع ساختار طراحي هاي زيادي انجام گرفته می باشد نمونه هاي آنالوگ كار هايي مثل [10] – [14] می باشد و از مدارات و سيستم هاي طراحي شده بر پايه VLSI مي توان به [3] – [7] تصریح نمود. ساختارهاي آقايان Watanabe و Togai و Sanchez از مطرح ترين اين شاخه از كنترلر هاي فازي هستند.

بعد از ارائه طرح هاي بر پايه مدارات VLSI كه از گيت هاي منطقي بهره گیری مي كردند و عموماً براي ساخت آنها از FPGA ها بهره گیری مي كردند مداراتي مطرح شدند كه ساختار داخلي آنها mixed analog-digital نام گرفت که دارای interface ديجيتال بودند اما از مدارات آنالوگ هم در داخل ساختار بهره گیری مي كردند. يكي از قوي ترين كار هاي انجام شده تز آقاي اميني فر از دانشگاه اروميه بوده می باشد كه در سال 2002 ارائه شده می باشد.

كنترلر آقاي اميني فر بر پايه مدارات current mode طراحي گرديده می باشد كه به توان 49mW در سرعت 8/85MFLIPS رسيده می باشد از معايب اين مدار كم بودن دقت ساختار فازي ساز آن می باشد كه به علت spike هاي جرياني می باشد كه در step های فازي ساز هست و شكل تميز و تيزي از لحاظ مشخصه خروجي فازي ساز وجود ندارد. ولي حجم مدار و سطح مصرفي چيپ بسيار مناسب و كوچك مي باشد كه در مقايسه با ديگر كارها بسيار ايده آل مي باشد حجم مدارات آقاي اميني فر 0/11mm2 می باشد. كارهاي ديگر مد جرياني مراجع شماره [10] و [13] و [15] از نمونه های بارز هستند.

پیش روی ما سعي بر بهبود مدارارت و اضافه كردن option هایی در Inference engine بوده می باشد كه با در نظر داشتن مطالعات انجام شده تصميم بر طراحي مدارات در مد ولتاژ گرفتيم. با طراحي مدارات در مد ولتاژ حجم مدارات افزايش پيدا كرد ولي از لحاظ دقت بسيار بهبود و سرعت نيز افزايش پيدا كرد در ساختار پيشنهادي ما سيگنال هاي ورودي ديجيتال ولتاژ مد هستند و پروگرم كردن فازي ساز نيز به صورت ديجيتال انجام مي گردد و در قسمت Inference engine توانايي گرفتن ماكزيمم و مينيمم و هر دو همزمان را اضافه نموديم كه با دقت 1% اين كار انجام مي گيرد. يكي از مشكلات موجود در مدارات ولتاژ مد طراحي قسمت Defuzzifier می باشد كه براي طراحي قسمت تقسيم كننده مدارات switch capacitor نياز می باشد كه بر همگان پيچيدگي اين ساختار ها مشخص می باشد. با در نظر داشتن اين مسئله سعي بر طراحي مدارات با پيچيدگي كمتر و ساده تر داشتيم كه جزئيات بيشتر در فصل آينده مطرح مي گردد.

هدف ما در اين پايان نامه طراحي يك چيپ كنترلر فازي general purpose ديجيتال می باشد. در اين كنترلر فازي يك ساختار جديد و بسيار مناسب تر از نمونه هاي ديگر براي سيستم فازي كننده آن پيشنهاد شده می باشد كه با روش mixed mode این بلوك را پياده سازي كرده ايم. مدارات fuzzifier در مد ولتاژ طراحي شده می باشد كه با اين طراحي دقت مدار بسيار بهبود يافته می باشد و spike هاي موجود در مدارات مد جريان در اين ساختار به كلي حذف گشته و با سرعت بيشتر به دقت 98/2% رسیده ایم. در قسمت بعدي يعني بلوك Inference engine نيز مدارات جديد با قابليت هاي بهتري ارائه شده می باشد، مدارات ماكزيمم و مينيمم گير در مد ولتاژ طراحي شده می باشد كه اين ساختار نيز داراي دقت مناسب و سرعت خوبي می باشد و در نهايت در قسمت defuzzifier نيز سعي بر ساده كردن مدارات و پرهيز از مدارات پيچيده بوده می باشد. ساختار (center of area (COA برای defuzzifier در نظر گرفته شده می باشد.

مدارات طراحي شده در اين كنترلر فازي در پروسه 0/35μm تکنولوژی CMOS پياده سازي شده می باشد. اين كنترلر دو ورودي دیجیتال 4 بیتی، 9 rule و يك خروجي آنالوگ براي سيستم هاي كنترلي دارد. كنترلر فازي به صورت كامل توسط نرم افزار HSPICE شبيه سازي شده می باشد و Layout آن در نرم افزار Cadence کشیده شده و extract شده می باشد.

تعداد صفحه : 62

قیمت : شش هزار تومان

 

***

—-

پشتیبانی سایت :       ———- (فقط پيامک)        serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  ***