استخدام الأنظمة المدمجة في نظم التحكم
AL-Furat University Journal for Resarches and Scientific Studies
2011, Volume 3, issue 12,pp 15-32| Cite as
Using embedded systems in control Application
authors
Nour Hajaj
Abstract

In this paper a digital controller was designed with Matlab language in the overall situation and the work of this controller was tested by studying the stability of the closed loop system within the environment of Matlab.

After testing the work of the controller with Matlab, we tested its performance in practice by using two tools, the first tool is a programmable logic device (FPGA), where we programmed it with a language of its own, a hardware description language (VHDL) so the (FPGA) will do the work of the controller that was designed in an environment of Matlab, we also tested the action of controller in realtime by putting the chip in a closed loop with the system by using the serial RS232 interface and within the environment of Matlab.

The second tool is a Microcontroller which we programmed by (Basic) language for doing the action of the controller that was designed in Matlab then we made a test by putting the microcontroller in a closed loop with the system within an environment of Proteus which is the best program to simulate the circuit and embedded chips.

To confirm the results we have obtained by using the precedents mentioned tools (FPGA, microcontroller), we applied the previous study on system (ball and beam) that is located at the laboratory of automatic control at the faculty of electrical and electronic engineering.

Finally, a comparison between the programmable logic devices and microcontroller is achieved to demonstrate the importance of using both of them.

Keywords: Embedded systems, Digital controllers,Microcontroller,Digital design.

الكاتب
نور جحجاح
الملخص

تم في هذا البحث تصميم متحكم رقمي بلغة Matlab في الحالة العامة واختبار عمل هذا المتحكم بدراسة استقرار نظام بالحلقة المغلقة وذلك ضمن بيئة . Matlab بعد اختبار عمل المتحكم نظريا في Matlab قمنا باختبار أدائه عمليا وذلك باستخدام أداتين رقميتين الأولى هي الشريحة القابلة للبرمجة (FPGA) حيث قمنا ببرمجتها بلغة خاصة بها وهي لغة وصف الكيان الصلب VHDL لكي تقوم بعمل المتحكم المصمم في بيئة Matlab، كما قمنا باختبار عمل المتحكم المطبق على شريحة FPGA في الزمن الحقيقي بوضع الشريحة ضمن حلقة مغلقة مع النظام المراد التحكم به باستخدام الوصلة التسلسلية RS232 وذلك ضمن بيئة Matlab.

أما الأداة الثانية فهي المتحكم المصغر (Microcontroller) الذي قمنا ببرمجته بلغة Basic ليعمل عمل المتحكم المصمم في Matlab واختبار عمله بوضع Microcontroller ضمن حلقة مغلقة مع النظام المراد التحكم به ضمن بيئة برنامج Proteus وهو أفضل برنامج لمحاكاة الدارات الكهربائية والشرائح المدمجة.
ولتأكيد النتائج التي حصلنا عليها من خلال استخدام الأداتين سابقتي الذكر (FPGA , Microcontroller ) قمنا بتطبيق الدراسة السابقة على نظام الكرة والعارضة الموجود في مخبر التحكم الآلي في كلية الهندسة الكهربائية والإلكترونية.