基于FPGA的溫室智能控制方法及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、設(shè)施農(nóng)業(yè)是近十年隨著農(nóng)業(yè)環(huán)境工程技術(shù)的突破，迅速發(fā)展起來(lái)的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的典型代表，如何實(shí)現(xiàn)溫室的高效監(jiān)控和低成本運(yùn)營(yíng)是目前要解決的重大問(wèn)題。針對(duì)目前溫室控制方法智能控制算法需要PC機(jī)介入，成本高、不利于普及，以及脫機(jī)控制智能性、科學(xué)性、精確性不夠等問(wèn)題，本文研究并提出一種精確、科學(xué)的溫室智能控制方法，并對(duì)該方法進(jìn)行FPGA硬件集成，為開(kāi)發(fā)成本低廉的溫室智能控制系統(tǒng)提供技術(shù)依據(jù)。論文主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：

2、(1)首次提出用FPGA硬件集成復(fù)雜智能控制算法進(jìn)行溫室控制的思想。使溫室智能控制系統(tǒng)在脫離PC機(jī)龐大的專家數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的情況下，依然能夠良好的反應(yīng)專家知識(shí)，同時(shí)降低溫室運(yùn)營(yíng)成本。 (2)提出了可用硬件實(shí)現(xiàn)的基于RBF網(wǎng)絡(luò)和FALCON網(wǎng)絡(luò)的溫室智能控制方法?；赗BF的溫室環(huán)境建模，對(duì)專家知識(shí)數(shù)據(jù)擬合度好，使得控制更具科學(xué)性和實(shí)時(shí)性?；贔ALCON的溫室控制方法有效的解決了溫室環(huán)境的非線性、時(shí)變、參數(shù)高耦合以及大滯后等問(wèn)題，使

3、控制更為精確，也提高了魯棒性。 (3)研究并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的浮點(diǎn)數(shù)ALU仿真結(jié)果表明，浮點(diǎn)數(shù)表示方法科學(xué)，浮點(diǎn)數(shù)AL[J運(yùn)算精度較高、占用資源較少。 (4)針對(duì)傳統(tǒng)查表法和泰勒級(jí)數(shù)法的不足，提出用CORDIC算法在FPGA上實(shí)現(xiàn)指數(shù)函數(shù)礦計(jì)算的方法。該方法占用資源少、運(yùn)行效率高、精度高。 (5)研究并實(shí)現(xiàn)了基于狀態(tài)機(jī)的RBF和FALCON神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。結(jié)果表明該方法使程序可擴(kuò)展性好，復(fù)用性