粮食干燥过程是一个复杂、时变、非线性、大滞后的工业过程,使粮食干燥过程自动控制的实现难度加大,因此,粮食干燥过程控制技术,控制模型的建立、实现及应用等成为研究的热点。我国是一个粮食生产大国,自主开发适合中小农户的中、小型粮食干燥机并实现过程的自动控制具有重要意义:保证出机粮食水分均匀一致,并提高干后粮食的品质,大大减少粮食的浪费的同时减轻操作人员的劳动强度,充分发挥干燥机的生产能力。研究采用模糊预测控制策略,并基于现场可编程技术设计、实现控制器。现场可编程技术具有大规模、高集成度、高可靠性、开发周期短、方便灵活等优点以及低成本、低功耗和高可重构性的特点,为控制器实现提供一种很好的解决方案。本文主要研究内容如下:(1)将模糊控制与预测控制相结合,设计粮食干燥过程的模糊预测控制器。预测控制适合应用于时变、非线性、大时滞的粮食过程控制;模糊控制可将丰富的人工经验应用于控制过程,进一步改善控制精度。(2)基于深床干燥原理建立控制器预测模型,并对模型进行反馈校正;模型预测值与设定值之间的误差以及误差变化作为模糊控制的输入,构建二维模糊控制,经过模糊化、模糊推理、解模糊化等步骤得到控制器输出。(3)浮点数运算单元的FPGA实现研究。由于预测模型需要进行浮点运算,本文将数据表示为1位尾数符号位、11位尾数、1位指数符号位、8位指数的规格化形式,在此基础上分析了浮点加法算法、浮点乘法算法、浮点除法算法、e~x浮点运算算法及其基于FPGA的设计、实现。浮点加法采用指数对阶后再相加算法;浮点乘法器采用迭代移位相加算法;浮点除法器采用Goldschmidt迭代算法;e~x浮点运算整数部分通过查找表获得,纯小数部分采用CORDIC算法,两部分结果相乘即得到运算结果。(4)基于FPGA的模糊预测控制器实现。基于VHDL设计有限状态机,与各个浮点基本运算单元以及模糊控制单元组成模糊预测控制器整体。