飛機(jī)剎車模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DSP嵌入式控制系統(tǒng)

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)根據(jù)μ-σ曲線上的μmax計(jì)算出期望的飛機(jī)速度及機(jī)輪轉(zhuǎn)速ωd，與速度傳感器測(cè)得的機(jī)輪速度ω進(jìn)行比較，將差值e放大后輸入FC(FUZZY CONTROLLER)控制器中;同時(shí)計(jì)算出ωd與ω差值的變化率ec，輸入到FC控制器中，由規(guī)則庫(kù)給出的知識(shí)進(jìn)行查詢，輸出調(diào)節(jié)電流，由伺服閥控制剎車壓力，實(shí)現(xiàn)模糊剎車。

　　根據(jù)系統(tǒng)的性能要求及實(shí)際情況，本系統(tǒng)采用DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用單片機(jī)89C52實(shí)現(xiàn)模糊控制方案。系統(tǒng)硬件原理圖如圖3所示。伺服控制系統(tǒng)框圖如圖4所示。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)方案

3.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分

　　核心處理器為DSP，外擴(kuò)8253來(lái)計(jì)外部脈沖。 DSP芯片外部接口電壓為3.3V，內(nèi)部核心電壓為1.8V，采用TI公司的專用電源芯片為DSP提供兩種低壓的電源。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值訓(xùn)練程序作為DSP的中斷子程序調(diào)用(開(kāi)關(guān)觸發(fā))。

3.1.1.1 存儲(chǔ)器

　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分需要保存權(quán)值與閾值參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在線擦寫，因此采用高速FLASH。本系統(tǒng)采用5V工作的INTEL28F010A，其與DSP間電平轉(zhuǎn)換通過(guò)74LVC16245來(lái)進(jìn)行。

3.1.1.2 復(fù)位電路

　　在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，可靠性是個(gè)不容忽視的問(wèn)題。自動(dòng)復(fù)位電路除具有上電復(fù)位功能外，還具有監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行并在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行復(fù)位的能力，因此采用MAX706實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位電路。

3.1.2 模糊控制部分

　　核心處理器為ATMEL公司的89C52芯片，處理完的數(shù)字控制信號(hào)由AD7528芯片轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)輸出。

3.1.3 雙機(jī)通信

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)之一在于主機(jī)和從機(jī)間的數(shù)據(jù)通信。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制之間要求快速高效地通信，采用DSP的HPI主機(jī)接口方式。HPI為一個(gè)8位并行接口。通過(guò)DSP和微處理器都可以訪問(wèn)到DSP片內(nèi)為HPI所設(shè)的專用存儲(chǔ)器，可在DSP和微處理器之間進(jìn)行信息交換。DSP處理完信號(hào)后，向89C52發(fā)出中斷信號(hào)，觸發(fā)單片機(jī)讀取DSP的處理結(jié)果以進(jìn)行模糊控制的處理，形成一條信號(hào)處理流水線系統(tǒng)，從而大大提高了信號(hào)的處理效率，保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。

3.2 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)方案

3.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分

　　網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練程序作為DSP的中斷子程序調(diào)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分處理完數(shù)據(jù)，將結(jié)果傳到HPI接口RAM緩存區(qū)，通過(guò)HINT管腳向89C52發(fā)出中斷信號(hào)。主程序流程圖見(jiàn)圖5。