柴油机作为一种工业原动机,由于它的热效率高、功率范围广和适应性强等一系列优点,是目前世界上应用最广泛的一种动力机械。如何提高柴油机调速器的性能来改善柴油机动力性、经济性和保护环境已成为机车柴油机技术领域重要研究方向。本文首先介绍了柴油机数字调速器的传统控制策略。在分析了常规PID控制算法和常规模糊控制算法存在问题的基础上,针对机车柴油机调速器实时性要求高和控制量要求快速、准确调节的特点,提出一种基于可变论域的模糊控制算法,使论域随着误差的变化而动态变化,从而达到提高控制器的性能,使柴油机调速器能够更加快速和准确的调节柴油机喷油量。其次针对16V240ZJB型柴油机的数学模型,利用MATLAB中的SIMULINK工具箱和模糊工具箱进行了常规PID控制、模糊控制和可变论域模糊控制的仿真实验。仿真实验结果表明可变论域模糊控制器在动态工况下提高了调速器的控制质量,有效解决了柴油机动态调节超调时间过长和振荡性问题。最后对可变论域模糊控制器的FPGA硬件实现进行了研究。使用Altera公司的EDA工具Quartus II平台,分别设计了模糊化模块、模糊推理模块和反模化模块,其中模糊化模块实现了可变论域思想。结合可复用IP设计理念和FPGA技术特点,讨论了基于Avalon总线的可变论域模糊控制器IP软核设计。