基于FPGA无刷直流电机神经网络控制器设计.pdf

江南大学
硕士学位论文
基于FPGA无刷直流电机神经网络控制器设计
姓名:赵芝璞
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:纪志成
20060601
摘要无刷直流电机堑湫偷亩啾淞俊⒉问北涞姆窍咝钥刂贫韵瘢谑整合工作,实现了俣瓤刂朴氲缌骺刂频バ酒伞;贔布笛槠教ǎù谧魑狥刂破饔隤耐ㄑ督涌冢际应用中,对其速度、位置、转矩等控制精度要求越来越高,而且不同的工作环境、功能需求,需要不同的专用控制器。根据ぷ髟砑翱刂铺匦裕文对其神经网络控制器设计及实现方法进行了研究。本文对网络算法进行了分析,提出了基于网络的参数自调整方案。控制器设计过程中,采用痵旌辖5姆椒ǎ标准/库建立咎迥?椋捎肧⑿枰狥迪的控制功能模块,通过的?槭迪謘雜之间的无缝整合,在利用设计复杂算法的基础上,采用完成控制芯片的数据采集和设计图形界面动态绘制数据曲线,对电机运行进行实时监测。仿真和实验结果证明了该神经网络控制算法有效性。采用、/与三者有机结合,可方便快捷地完成基于的算法设计与验证工作。用户可在图形环境中便捷地进行系统规划和硬件实现,充分利用计算机仿真的优越性,大大缩短了控制方案设计周期。关键词:神经网络,,/,,,无刷直流电机,●
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细蠢菇签名:矗垒丝日期:驯年多月弘日日期:蒯年多月签名:乏钏独创性声明关于论文使用授权的说明定:江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文,并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。导师签名:
髀问题的提出全世界大约有%的过程控制仍在使用刂破骷捌涓慕屠赐瓿煞蠢』芈分中,成为近年来的一个研究热点。虽然近年神经网络控制算法以及其实现技术在电机控制的发展,一方面要求提高性能、降低损耗、减少成本,另一方面又不断地有技术指标极其苛刻的特殊应用的系统要求。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展,控制理论的完善以及仿真工具的日渐成熟,给电机控制带来了更多发展契机。刂破鞑兰统酰淇刂平峁辜虻ァ⒍阅P臀蟛罹哂新嘲粜裕于操作,因此被广泛应用于化工、治金、电力、机械等工业过程控制中。目前,的控制川39鍼控制器主要针对有确切模型的线性过程,其问痪定后无法随着对象变化而调整。在工业生产过程中,许多被控对象受到负荷变化或干扰因素影响,其对象特性参数或结构发生改变。这时,采用依赖于被控对象模型精确度的控制算法,无法摆脱非线性和对象参数变化的影响,控制效果必然受到限制。神经网络控制的基本思想是从仿生学的角度,模拟人脑神经系统的运作方式,使机器具有人脑那样的感知、学习和推理能力。对控制科学而言,神经网络有如下一些特点:窬缡潜局实姆窍咝韵低常芄怀浞直平我飧丛拥姆窍咝怨叵怠哂懈叨鹊淖允视妥宰橹裕芄谎昂褪视ρ现夭蝗范ㄐ韵低车亩性。低承畔⒌仁品植即嬷谕绲母魃窬<捌淞尤ㄖ校视泻芮康穆嘲粜和容错能力。畔⒌牟⑿写矸绞绞沟每焖俳写罅吭怂愠晌?赡堋因此,神经网络在解决高度非线性和严重不确定性系统的控制方面具有巨大潜力,成为智能控制发展的重要方向之一。如何将神经网络理论运用到控制系统国内外都有一定的发展,但是如何使它形成成熟的理论体系,更好的应用于工业生产过程仍需进一步的探讨。神经网络控制器目前主要是依靠数字计算机或微处理器的软件来实现网络的训练,这就限制了神经网络控制器只能用于低速的控制系统。如果能够采用可编程硬件来实现神经网络控制,将具有推理速度快、实时性好等优点。绪论
模块的出现,使的编程工作大大简化,并将会变得越来越简单。但是,皿神经网络控制算法的发展邱け已鰊P停酝寄D舛锖腿四缘母兄:脱澳芰Γ⑻岢隽艘胍现场可编程门阵列,于年首先由腿公司推出,它是一种基于鲷工具的不断发展,各种高级硬件描述语言口,从此开创了神经科学理论研究的时代盱辏睦硌Ъ襀ü源年代后期,研究并试图模拟视、听觉的人工智能专家发现,尽管计算机在的可编程器件【浚峁沽榛睿缓シ⑵鳎呒ü檎冶迪郑过层次化的金属线互联,配置可以无限次地进行,并且能够做到在线配置。能够提供很大的逻辑设计空