Implementierung einer Geschwindigkeitsregelung als Prozessor-Element auf einer SoC-Plattform für ein autonomes Fahrzeug

Abstract

Diese Arbeit berichtet über die Entwicklung einer aus VHDL-Modulen realisierten Geschwindigkeitsregelung für den Einsatz in ein autonomes Fahrzeug mit einer Spartan-3E FPGA-basierten SoC-Plattform. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird durch die Auswertung der Motor-Hall-Sensoren ermittelt, dazu wurden ein „Division by Trial Subtraction“-Algorithmus und eine Periodendauermessung als RTL modelliert. Der als eine FSM mit Datenpfad implementierte PI-Regler gekoppelt, mit einem PWM-Generator erzeugen PWM-Sequenzen. Eine Variation des PWM-Tastverhältnisses führt zur Motordrehzahländerung und somit zur Geschwindigkeitsmanipulation. Integriert in ein MicroBlaze Entwurf ist die Geschwindigkeitsregelung eine Komponente des SoC-basierten eingebetteten Systems.

This paper reports on the development of a realized VHDL modules, speed control system for use in an autonomous vehicle with an Spartan-3E FPGA-based SoC platform. The speed of the vehicle is determined by the analysis of motor hallsensors, the "Division by Trial subtraction" algorithm and a period measurement is modeled as RTL. The implemented as a FSM with a datapath PI-controller coupled to a PWM which generates PWM sequences. A variation of the PWM-ratio leads to the motor speed change and thus to speed manipulation. The speed control system, a component of the SoC-based embedded system, is integrated into a MicroBlaze design.