基于FPGA的多變量模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的研究.pdf

1、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制都是先進(jìn)控制技術(shù)的控制方法，在工業(yè)過程控制中獲得廣泛的應(yīng)用。實(shí)際工業(yè)過程往往具有非線性、不確定性、難以建立精確的數(shù)學(xué)模型等特點(diǎn)，使得單一的一種控制方法難以達(dá)到理想的控制效果。如果能夠結(jié)合兩種控制方法，各取所長，優(yōu)勢互補(bǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)通用的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制芯片對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行合理、有效地控制，就可以縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，降低成本。
　　 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究主要包括模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的研究、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的研究和模糊

2、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究。本文主要側(cè)重的是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面的研究，創(chuàng)新性地利用FPGA嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的研究與設(shè)計(jì)，并將其封裝成為一個(gè)專用的IP核，供其他的控制系統(tǒng)使用。
　　 首先對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制原理和設(shè)計(jì)中使用的算法進(jìn)行了深入地研究與分析；其次，利用MATLAB設(shè)計(jì)多變量模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，針對特定的被控對象進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并獲得比較理想的控制效果；然后，研究基于FPGA的多變量模糊神經(jīng)

3、網(wǎng)絡(luò)控制算法的實(shí)現(xiàn)，對控制器進(jìn)行分層設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模塊主要包括模糊化模塊、控制規(guī)則模塊、權(quán)值-參數(shù)計(jì)算模塊、去模糊化模塊和耦合處理模塊等。在設(shè)計(jì)過程中遵循自頂向下的設(shè)計(jì)原則，使用Altera公司的軟件QuartusⅡ8.1對各個(gè)模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化處理，最后進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)綜合。兩個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于FPGA的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器比MATLAB設(shè)計(jì)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器性能優(yōu)良，在利用較少硬件資源的前提下，不僅可以提高控制器的運(yùn)行速度，