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圖 4：當重量為 750kg，高度為 90cm，輥速為 16.6 cm/s 時的仿真波形

硬件實現步驟包括在我們 MITS 校園實驗室中進行的 VHDL 建模、仿真、綜合和 FPGA 實現。我們使用混合型建模方法來設計三輸入模糊控制器的 VHDL 模型，其中包括行為建模和結構建模。該設計在賽靈思的 ISim 仿真器上進行仿真。ISim 生成的波形用來驗證控制器的功能。圖4 給出了傾斜傳送帶中甘蔗重量為 750kg，Donnelly 榨糖機中甘蔗高度為 90cm，輥速為 16.6cm/s 時的仿真波形。在這些條件下，期望的傾斜電機速度為 54.2rpm (MATLAB)。去模糊化仿真結果為 36H 或 54 rpm,與 MATLAB 結果匹配,并驗證了設計。

仿真之后，我們對設計進行綜合，以生成技術原理圖和粗略的器件利用報告。我們發現我們的設計使用了 78% 以上的 Virtex-6 Slice 查找表 (LUT)，93% 的已占用 Slice，1% 的 Slice 寄存器，以及 1% 的 LUT 觸發器。

然后，我們將 VHDL 結果與傳統控制器結果進行對比（見表 2）。對比結果表明模糊邏輯系統比傳統控制器效率更高。位于 MITS 的實驗室提供一塊用于研究的 Spartan?-6 FPGA。然而，我們發現所需的 LUT 模塊數量超出了目標器件的容量。這就是為什么我們轉而在 Virtex-6 上實現設計。但是，由于缺少資源，我們無法在實驗室中進行實時實現。下一步中，我們希望與印度國家制糖學會管理部門聯合開發整個系統，并在真實環境中驗證結果。我們已經向印度國家制糖學會交付方案演示，并收到了正面回應。我們堅信模糊邏輯概念很有可能改變制糖工業的未來。

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表 2–結果對比

參考資料
1. Y. Misra 與 H.R.Kamath 共同編撰的“為保持制糖過程中甘蔗的水平高度專門設計一種傳統模糊控制器算法”，摘自《智能系統與應用國際期刊》，期刊編號：2074-9058，第 7 卷第 1 章，2014 年 12 月

2. Y. Misra 與 H.R.Kamath 共同編撰的“《在使用 VHDL 的 FPGA 中對三輸入傳統控制器進行實現方案與性能分析，以確保甘蔗壓榨過程中甘蔗水平高度”， 摘自《工程研究與技術國際期刊》(IJERT)，期刊編號：2278-0181，第 3 卷第 9 期，2014 年 9 月

3. Y. Misra 與 H.R.Kamath 共同編撰的“對用于保持制糖過程中甘蔗高度的三輸入模糊系統進行分析和設計”， 摘自《自動化控制雜志》（已接受），期刊編號：2372-3041

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