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基于PSO训练的NN-PID控制器设计及其FPGA实现
  • ISSN号:1001-3695
  • 期刊名称:《计算机应用研究》
  • 时间:0
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]江南大学控制科学与工程研究中心,江苏无锡214012
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60474030)
中文摘要:

提出了一种基于PSO学习、VHDL描述和FPGA实现的NN-PID控制器设计方法。首先借助MATLAB系统仿真工具,在闭环控制系统中通过PSO优化算法训练前馈网络,得到优化的NN-PID控制器参数;然后在FPGA集成开发环境下进行控制器的VHDL层次化设计,重点研究单个神经元和前馈网络的结构以及实现方式;最后对该控制器进行了闭环时序测试,并在一个具体的FPGA器件上实现。研究结果表明,PSO用于NN-PID控制器训练速度快,VHDL描述和FPGA实现该控制器时序验证方便,而且控制器具有较好的鲁棒性。

英文摘要:

In this paper, a design method of NN-PID controller based on PSO learning, VHDL description and FPGA implementation is proposed. At first, with the simulink of MATLAB, the feedforward neural networks went through training based on PSO in the closed-loop control system, and the optimized parameters of NN-PID are obtained. Then under FPGA' s development toolkit, a hierarchical design of the controller based on VHDL is carried out, emphasize on the research of single neuron as well as the structure and the realization methods of feedforward neural networks. At last the closed-loop test of the controller, implemented on a FPGA chip, is carried out. The research results indicated that NN-PID controller's training speed based on PSO is quick, the timing validation of the controller based on VHDL description and FPGA implementation is convenient and quality of controller is robust.

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期刊信息
  • 《计算机应用研究》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术厅
  • 主办单位:四川省计算机研究院
  • 主编:刘营
  • 地址:成都市成科西路3号
  • 邮编:610041
  • 邮箱:arocmag@163.com
  • 电话:028-85210177 85249567
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3695
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1196/TP
  • 邮发代号:62-68
  • 获奖情况:
  • 第二届国家期刊奖百种重点科技期刊,国内计算技术类重点核心期刊,国内外著名数据库收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:60049