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          基于FPGA的模糊PID控制器設(shè)計

          作者: 時間:2012-12-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          1.1 增益模塊
          在PDFLC模塊的輸入和輸出部分各包含一個增益模塊。增益模塊中為兩輸入一輸出模塊。兩個輸入變量分別為來自外部的輸入變量和不同模式下對應(yīng)的增益系數(shù),它們的乘積作為該模塊的輸出。每個增益模塊各包含一個8 b的鎖存器,用于存儲增益系數(shù)的值,該值的具體數(shù)值取決于工作在哪個工作方式。增益模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

          本文引用地址:http://yuyingmama.com.cn/article/159601.htm

          d.JPG


          1.2 模糊化挨塊
          模糊化過程是使用兩個模糊器模塊完成的,每一個變量對應(yīng)一個模糊器模塊。每一個模糊器模塊輸入一個變量,產(chǎn)生四個輸出,即表示兩個主動模糊集序列的i和i+1,及變量所對應(yīng)的隸屬度μi和μi+1。模糊器模塊由三部分構(gòu)成:存儲器、轉(zhuǎn)換器和增量器。存儲器模塊用作查找表,存放的是每個輸入變量的隸屬度值和主動模糊集數(shù)。
          存儲器模塊中每個字節(jié)被分為兩個部分。第一部分表示第一個主動模糊集的序列號,第二個主動模糊集的序列號是通過增量器在第一個主動模糊集序列號上加1獲得的。字節(jié)的第二部分,表示第一個主動模糊集中輸入變量的隸屬度數(shù)值。在第二個主動模糊集中,輸入變量的隸屬度值是1減去第一個輸入變量的隸屬度值。即兩個連續(xù)模糊集的隸屬度值之和為1,用式(3)表示:
          μi+μi+1=1 (3)
          1.3 推理機(jī)模塊
          設(shè)計中使用的推理機(jī)模塊是建立在主動規(guī)則選擇機(jī)制上的。主動規(guī)則選擇器模塊使用的信息來源于模糊器中的主動模糊集,且僅發(fā)主動規(guī)則。通過這種方式使用模糊選擇器,可使被處理的規(guī)則的數(shù)目減少很多,主動規(guī)則數(shù)目用式(4)表示:
          N=Vm (4)
          式中:N為主動規(guī)則數(shù)目;m為輸入數(shù);V為重疊模糊集的最大數(shù)目。在設(shè)計中,假設(shè)m=2,V=2,則每次主動規(guī)則的數(shù)目為Vm=22=4個。
          除了主動規(guī)則選擇器模塊,推理機(jī)還有另外兩個模塊。規(guī)則存儲模塊和最小電路模塊。3個模塊的連接圖如圖4所示。

          h.JPG


          1.4 解模糊化模塊
          解模糊化是在解模糊器中完成的,采用的是重心法,用式(5)表示:
          i.JPG
          式中:N為規(guī)則數(shù);μk為第k條規(guī)則的適應(yīng)度;βk為第k條規(guī)則輸出隸屬度函數(shù)的解模糊化數(shù)值。

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