收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

变论域自适应模糊控制器的VLSI实现研究

单伟伟  
【摘要】: 模糊控制已成功的应用于很多领域,但传统的模糊控制器的控制规则固定,由于缺乏自学习或自适应能力而限制了其控制效果。因此,研究在线自适应模糊控制器及其硬件实现成为必须。目前绝大部分自适应模糊控制电路调节的是控制规则的前件、后件参数,需要大量计算和存储资源,难以用电路尤其是模拟电路实现。这类传统自适应模糊控制器尚没有完整的模拟/混合信号实现的芯片。变论域自适应模糊控制器(VFLC)以其论域可变提高控制效果,自适应调节的参数仅有输入和输出论域伸缩因子,相比之下更容易用硬件实现。本文研究了它的VLSI实现,论文的主要工作和创新点如下: 改进了VFLC的算法使之更适合硬件实现:取消了监督控制;提出一种新型的尖三角形隶属度函数来直接实现输入变论域过程,大大减轻了复杂性;将输出变论域部分在原有的积分调节法基础上增加求绝对值运算,使输出更加稳定可靠。首次提出VFLC的数字电路结构,用Verilog-HDL硬件描述语言描述其行为并验证,在ActiveHDL与Matlab/Simulink联合仿真环境下对非线性系统的闭环仿真显示该数字系统很好的完成了变论域功能。 提出并实现了基于模拟电路的常规0阶T-S模糊控制器的各个单元电路和整体的两输入一输出模糊控制器芯片,包括新型结构精简的隶属度函数电路、电流模求小电路、乘法器和重心法去模糊电路。 首次提出并用CSMC(上华)0.6μm CMOS工艺实现了基于模拟电路的片上自适应两输入一输出变论域模糊控制器芯片。提出一种“万能”隶属度函数电路,在不同的参考点压下,既能产生VFLC所需的尖三角形隶属度函数,又能产生常规的Z型、S型和高斯型隶属度函数。因而在不同的配置下可使VFLC芯片工作在自适应或非自适应两种工作模式,扩大了应用范围。输出变论域部分由积分器和绝对值电路构成。制作了PCB板并完成芯片测试,结果显示该芯片实现了变论域模糊控制功能,推理速度为200K FLIPS,功耗为10mW,核心部分的芯片面积为1.1mm2,接口均为电压信号,片外要求仅需电阻、电容。对比其他自适应模糊控制芯片,在面积、接口形式和片外要求上均有优势。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 荣盘祥;戴如俊;付刚;;一种基于变论域、模糊规则切换的模糊控制系统[J];哈尔滨理工大学学报;2006年05期
2 龙祖强;陈列尊;;基于潜遗传变论域的倒立摆模糊控制系统的研究[J];广东自动化与信息工程;2005年04期
3 文生平;赵国平;蔡康雄;;一种变论域模糊控制自适应算法[J];控制理论与应用;2009年03期
4 侯国莲,李泉,张建华;变论域自适应模糊滑模多变量控制算法及其在单元机组协调控制中的应用[J];中国电机工程学报;2005年09期
5 龙祖强;Mamdani模糊控制器与变论域模糊控制器的仿真分析[J];衡阳师范学院学报;2005年03期
6 苏信;孙政顺;赵世敏;;板球系统的模糊控制方法研究[J];计算机仿真;2006年09期
7 周勇;李智;;变论域模糊控制器的改进及其应用[J];微计算机信息;2008年01期
8 朱万林;陈懿华;沙立民;;基于模糊控制技术的中央空调控制器的仿真研究[J];微型电脑应用;2008年03期
9 杨鲜鲜;宁铎;;变论域模糊PID控制器的设计与仿真[J];化工自动化及仪表;2010年04期
10 刘胜;王宇超;傅荟璇;;船舶航向保持变论域模糊–最小二乘支持向量机复合控制[J];控制理论与应用;2011年04期
11 段玉垒;胡孔赞;;一类改进的自适应模糊控制器的设计[J];南京晓庄学院学报;2008年03期
12 龙祖强;许岳兵;杨利容;刘灿;;MATLAB环境下变论域模糊控制算法的仿真方法[J];衡阳师范学院学报;2009年06期
13 王小欧;孟建良;;变论域自适应模糊控制器的设计[J];科技信息;2010年28期
14 王成立;卢建刚;;变风量空调系统末端变论域模糊控制[J];计算机应用;2011年02期
15 龙祖强;潜遗传变论域模糊控制及其伸缩因子[J];广东自动化与信息工程;2005年02期
16 吕红丽;段培永;崔玉珍;贾磊;;新型模糊PID控制及在HVAC系统的应用[J];控制理论与应用;2009年11期
17 潘湘飞;宋立忠;;几种变论域模糊控制收缩因子有效性研究[J];控制工程;2008年S2期
18 李广军;张雪平;杨欣;;变论域模糊自适应PID控制[J];宜宾学院学报;2010年06期
19 刘向;周新志;;变论域模糊控制在高温马弗炉中的应用[J];计算机与现代化;2011年03期
20 刘军;张利建;薛明;;变论域模糊仿人智能控制[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵加祥;陈增强;徐旭林;;基于变论域模糊H~∞控制器的迟滞非线性系统的跟踪控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 金建涛;王广军;;基于Smith预估计器的变论域模糊控制[A];2004电站自动化信息化学术技术交流会议论文集[C];2004年
3 龙祖强;梁昔明;阎纲;李翔;;DISO潜遗传变论域模糊控制算法及其收敛性[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 莫红;王飞跃;;动态模糊规则下的语言动力系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
5 陈武;邓忠华;程善美;;高性能模糊控制器的研究[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
6 白晶;李华德;孙和平;;基于变论域的一种新的变步长LMS自适应滤波算法的研究[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
7 白晶;郝智红;孙和平;;变论域变步长LMS自适应滤波算法在系统辨识中的应用研究[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年
8 车国霖;赖华;;一种烟叶初烤中湿度的模糊控制器设计[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第一分册)[C];2009年
9 陈富国;邓冠男;谭彦华;;一种改进的三级倒立摆变论域模糊控制器设计[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第八分册)[控制理论与应用(专刊)][C];2009年
10 高原;丁振华;;基于模糊控制器的异步电动机直接转矩控制[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 单伟伟;变论域自适应模糊控制器的VLSI实现研究[D];清华大学;2008年
2 龙祖强;变论域模糊控制器的若干重要问题研究[D];中南大学;2011年
3 路永坤;稳定变论域模糊控制系统设计方法研究[D];天津大学;2010年
4 张萍;中医熏蒸温度系统建模与控制研究[D];兰州理工大学;2012年
5 司洪伟;大挠性航天桁架结构动力学建模及其主动模糊控制研究[D];国防科学技术大学;2006年
6 黄卫华;基于解析结构的模糊控制系统设计及稳定性分析[D];武汉科技大学;2010年
7 李康;VLSI物理设计中布局及有约束的布局优化[D];电子科技大学;2010年
8 李庆春;新型PID模糊控制器的结构分析及应用研究[D];中南大学;2010年
9 王小港;遗传算法在VLSI设计自动化中的应用研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
10 马上;基于余数系统的数字信号处理VLSI实现关键技术研究[D];电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于文俊;变论域模糊控制算法在电力系统中的应用[D];华南理工大学;2011年
2 杨光兴;变论域模糊控制器的研究[D];华北电力大学(河北);2009年
3 王政;空调机组的变论域模糊控制方法应用研究[D];北京林业大学;2012年
4 魏丽霞;变论域模糊控制器及其在末制导中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 梅琦;电动舵伺服系统变论域模糊控制策略的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 彭灵志;基于粒子群算法变论域的模糊控制策略研究及其应用[D];中南大学;2012年
7 戴如俊;基于规则的模糊控制器的改进[D];哈尔滨理工大学;2007年
8 龙祖强;基于变论域的倒立摆模糊控制系统的研究[D];中南大学;2004年
9 张阳;基于变论域模糊控制的电机节能控制装置研究[D];兰州理工大学;2010年
10 王祺明;磁流变减振器半主动悬架控制仿真及试验研究[D];合肥工业大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中南大学无机非金属材料研究所 王海东 吴建华;水泥回转窑模糊控制器骨架系统开发[N];中国建材报;2006年
2 本报记者 陈磊;李洪兴:“倒立摆”的超级训练师[N];科技日报;2005年
3 ;VLSI公布2002年度十佳半导体设备供应商[N];中国电子报;2002年
4 记者 杨扬;中国有了VLSI封装材料制备技术[N];中国化工报;2005年
5 MIPS科技公司上海研发中心总经理 何英伟;成为出色工程师的10条经验(节选)[N];中国计算机报;2009年
6 本报记者 黄轩;杀杀杀 空调企业大火并 惨惨惨 配套伙伴也挂彩[N];厂长经理日报;2002年
7 记者 陈磊;我首次成功实现平面运动三级倒立摆[N];科技日报;2005年
8 黑雨;加热炉燃烧控制技术的发展现状[N];广东建设报;2007年
9 郦扬成;硅片直接键合迅速发展[N];中国电子报;2001年
10 张元山;以先进技术立足市场[N];国际经贸消息;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978