飛機剎車模糊神經網絡DSP嵌入式控制系統
2 系統總體結構
系統根據μ-σ曲線上的μmax計算出期望的飛機速度及機輪轉速ωd,與速度傳感器測得的機輪速度ω進行比較,將差值e放大后輸入FC(FUZZY CONTROLLER)控制器中;同時計算出ωd與ω差值的變化率ec,輸入到FC控制器中,由規(guī)則庫給出的知識進行查詢,輸出調節(jié)電流,由伺服閥控制剎車壓力,實現模糊剎車。
根據系統的性能要求及實際情況,本系統采用DSP(數字信號處理器)實現神經網絡,用單片機89C52實現模糊控制方案。系統硬件原理圖如圖3所示。伺服控制系統框圖如圖4所示。
3 系統的實現
3.1 系統硬件實現方案
核心處理器為DSP,外擴8253來計外部脈沖。 DSP芯片外部接口電壓為3.3V,內部核心電壓為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。神經網絡的權值訓練程序作為DSP的中斷子程序調用(開關觸發(fā))。
3.1.1.1 存儲器
神經網絡部分需要保存權值與閾值參數,實現在線擦寫,因此采用高速FLASH。本系統采用5V工作的INTEL28F010A,其與DSP間電平轉換通過74LVC16245來進行。
3.1.1.2 復位電路
在實際應用系統中,可靠性是個不容忽視的問題。自動復位電路除具有上電復位功能外,還具有監(jiān)視系統運行并在系統發(fā)生故障時進行復位的能力,因此采用MAX706實現自動復位電路。
3.1.2 模糊控制部分
核心處理器為ATMEL公司的89C52芯片,處理完的數字控制信號由AD7528芯片轉換為模擬電流信號輸出。
3.1.3 雙機通信
系統設計重點之一在于主機和從機間的數據通信。神經網絡與模糊控制之間要求快速高效地通信,采用DSP的HPI主機接口方式。HPI為一個8位并行接口。通過DSP和微處理器都可以訪問到DSP片內為HPI所設的專用存儲器,可在DSP和微處理器之間進行信息交換。DSP處理完信號后,向89C52發(fā)出中斷信號,觸發(fā)單片機讀取DSP的處理結果以進行模糊控制的處理,形成一條信號處理流水線系統,從而大大提高了信號的處理效率,保證了系統的實時性要求。
3.2 系統軟件實現方案
3.2.1 神經網絡部分
網絡訓練程序作為DSP的中斷子程序調用。神經網絡部分處理完數據,將結果傳到HPI接口RAM緩存區(qū),通過HINT管腳向89C52發(fā)出中斷信號。主程序流程圖見圖5。
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