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一般通用切割第二秩序系统

数字自我调节的调整者

曹家英,Zoran Salcic*和sing Kiong Nguang

电气与电子工程的部门奥克兰的大学

摘要--自我调节的调整者( STR )广泛地用于许多自适应控制应用。它们的用途经常被繁复的计算要求所限制。本文介绍一种新的硬件,该硬件同第二个秩序系统使用一个领域可编程的逻辑设备( FPLD )执行一STR的一种新的硬件相联系。这种联系在连续的执行一STR时被显示,它使用单一,共享成倍增加与积累( MAC )处理元素。连续的执行STR数据路径和其控制单元的全球化结构被提出。对固定的指执行中的准确性的分析被实行,并且进行最理想的数据格式查询。它表明,硬件执行STR取得相等的执行使用标准的DSP处理器的双速度。

一简介

自适应控制系统包括许多工作诸如模拟,控制设计原则,执行和验证。自我调节的调整者( STR )试图自动化一些上述工作。因此数字STR控制系统包括估测电路,控制器设计电路和控制器电路。

STR曾经广泛地用于许多控制和追踪应用中。许多不同的联系为了执行STR已被建议减少计算时间和延迟。 Dessaint et al已使用一个单一的DSP芯片来为了定位直接的驱动伺服机构发动机执行一STR。

判断基于递归最小广场( RLS )算法。这种联系的优点是:系统硬件使用和费用被减少了。它表明通过确定点摩托罗拉dsp56001处理器时间大约是2ms。 Han et al利用DSP处理器已为一机器人植入一实行稳健的适应性控制器。当DSP处理器提高控制器的速度并且减少计算的延迟时,所提出的以DSP-为基础的适应的控制器有若干种优于模拟控制( PID )和通用的微型机为基础的控制,因此,考虑较快速的抽样操作。丹尼尔和Ruano已发明了使用执行矩阵集中的控制算法使用DSP和运算器的若干种平行的结构。最快速的结构是使用计算元素的DSP以及接口的运算器。当处理器的数字增加计算时间相等时或者甚至予以增加通信芯片。

随着VLSI技术的发展,可编程的逻辑设备( FPLD )领域被使用不仅是为了原型也为了执行数字系统。 FPLD已成为高性能DSP应用的一种具有竞争性的选择,被先前的普通目的DSP处理器控制。 Salcic和Lee已发展为一种可以在FPLD上绘制地图( SBDAM )的直接算法并且使用它执行Kalman过滤器。他们展示了自己的优势组合型工程舒张算法(Mbsae)方式在同一过滤损失的例子. 这种联系基于矩阵式的发展成量,并且只用简单的算术作业的执行.一种类似的联系用于本文forimplementation STR。

在本文中我们提出普通单一芯片执行起源于义一个提议的第二秩序系统STR。在段中2我们介绍被用于描述STR系统的数学的模型。

II。硬件模拟和精确分析—计算机辅助系统评价

为了证实我们的硬件设计并且探索固定指算术的结果,我们已在Matlab中做了基于过程模拟的若干种实验来作为模拟和STR在FRLD中作为媒介被执行。模拟的过程使用浮动的点算术,而SSTR用固定指算术做先前描述。 SSTR使用固定指算术作为SSTR 限制适用性的选择并且当他们的动态的范围是相当小的时,要求小心地选择参数的

初始值。

判断电路计算方程的递归最小广场4a,4b,4c和4d在方程中被显示出来。控制器设计电路执行方程6。控制器方程在方程中被显示出来。

九整数位足够代表动态的数据范围。然而,片段的若干位对被需要执行电路的请求逻辑资源有重大影响。如下分析已被完成找到一些片段的点对高的准确性计算和参数评价的稳定是足够的。分析包括找到差错的百分比。对于作为一些片段的若干点和时间(抽样数字)的功能参数评估。选择充分的数字的片段的若干点重要为了使用最小的逻辑资源。片段的若干点铅的不足数字同时将不提供评估的需要的准确性和稳定性。

我们已分析不同的固定指数据格式(具有不同的数字的片段的若干点)来证实硬件电路的行为。结果获得在一些输入抽样显示仅仅超过15片段的点提供在0.5%的差错范围之内落下的令人满意的结果之后。格式化9.23,以9作为整数部分,以23作为小数部分作为片段部分总是为参数评估提供令人满意和稳定的解决方法。

最后,要求准确性有对必要执行解决的FPLD资源的一种影响。在逻辑细胞的数字的数字6种展览从属中的图表要求执行有关片段的若干点的数字的解决。

III.总结

在本文中,我们为在单一的FPLD芯片中的第二个秩序系统提出执行全部STR算法。执行的STR包括联机的过程参数评价,控制器设计和控制器执行。 STR算法的核心是参数判断电路,使用一连串(顺序)的联系为了有效地使用FPLD资源已被执行。甚至作为这样,全部STR获得相同的执行使用标准的DSP处理器的双速度。我们的联系能容易地被扩展以牺牲硬件资源为代价来使用更多平行和achive高性能数字。判断通过使用一种RLS算法被执行并且能用于其他类型的控制器设计。我们已说明硬件联系是可靠的并且对于要求高的展示一些应用比一般的目的处理器数字的信号是更适合的。我们的未来研究对较高的秩序系统参数评价使用硬件方法是定向的。

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