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文檔簡介
1、工業(yè)生產(chǎn)過程往往具有非線性、不確定性,難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用常規(guī)的PID控制器難以達到理想的控制效果。作為的重要分支,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有良好的非線性映射能力和高度的并行信息處理能力,已成為非線性系統(tǒng)建模、辨識和控制中常用的理論和方法。其中,神經(jīng)元具有很強的信息綜合、學(xué)習(xí)記憶、自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力,可以處理那些難以用模型和規(guī)則描述的過程,將神經(jīng)元與PID結(jié)合,應(yīng)用到實際的控制中,可以在線調(diào)整PID的參數(shù),使系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力、自適
2、應(yīng)能力和較好的魯棒性。 目前,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究主要是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論研究、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)技術(shù)研究,這三方面是相互依賴和相互促進的關(guān)系。本文主要側(cè)重的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)技術(shù)研究方面,創(chuàng)新性地利用FPGA嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)單神經(jīng)元PID智能控制器的研究與設(shè)計,并將其封裝成為一個專用的IP核供其他的控制系統(tǒng)使用。 首先,對單神經(jīng)元PID智能控制器的設(shè)計原理和設(shè)計算法進行了深入的研究與分析;其次,利用MAT
3、LAB設(shè)計單神經(jīng)元PID智能控制器,針對特定的被控對象,對其進行仿真實驗,獲得比較理想的系統(tǒng)輸出;然后,研究基于FPGA的單神經(jīng)元智能控制算法的實現(xiàn),對控制器進行VHDL語言分層設(shè)計,使用Altera公司的軟件QuartusⅡ6.1進行仿真實驗。兩個仿真實驗結(jié)果表明,基于FPGA的單神經(jīng)元智能控制器比MATLAB設(shè)計的單神經(jīng)元PID智能控制器性能優(yōu)良。 本文的設(shè)計模塊主要包括權(quán)值修改模塊、誤差計算模塊、權(quán)值產(chǎn)生模塊和輸出模塊。在
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