Application de la technologie FPGA aux asservissements numériques

Ce mémoire d’ingénieur présente l’étude et la réalisation d’un asservissement numérique de position angulaire à deux degrés de libertés, destiné à la commande d’une caméra pan tilt. L’originalité de ce travail réside dans l’utilisation de la technologie FPGA (Field Programmable Gate Array) afin de mettre en œuvre une loi de commande des actionneurs par programmation VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language). La fonction correction de la boucle d’asservissement est assurée par un correcteur à avance de phase numérique qui utilise une structure quadratique. Les coefficients décimaux de cette structure sont codés au format virgule fixe à l’aide d’une bibliothèque de fonctions non standardisée. L’émission des consignes de position angulaire est assurée par une liaison série RS232 couplée à un UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter) programmé en language VHDL. Parmi l’ensemble des projets réalisés dans ce mémoire, le plus abouti utilise 1, 73 % des ressources d’un circuit FPGA offrant une capacité de 300 000 portes.