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Levy系統(tǒng)傳遞函數(shù)辨識(shí)算法的硬件實(shí)現(xiàn)

發(fā)布時(shí)間:2024-11-25 18:20
  傳遞函數(shù)作為數(shù)學(xué)模型的一種,對(duì)于各種設(shè)備系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)性作用。當(dāng)前隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的高速發(fā)展,伺服控制技術(shù)進(jìn)入全數(shù)字化時(shí)代。不論是工業(yè)設(shè)備,還是各式各樣出現(xiàn)在我們生活中的實(shí)用機(jī)器,要實(shí)現(xiàn)更高的控制性能和更好的智能化,都對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)控制器提出了更高的要求。而獲得系統(tǒng)傳遞函數(shù)的前提是進(jìn)行系統(tǒng)傳遞函數(shù)的辨識(shí)。所謂傳遞函數(shù)的辨識(shí)就是通過(guò)實(shí)際測(cè)量的采樣數(shù)據(jù),運(yùn)用一系列數(shù)學(xué)方法確定系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型參數(shù)的過(guò)程Levy辨識(shí)算法是由Eykhoff針對(duì)頻率響應(yīng)提出的辨識(shí)高階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的一種辨識(shí)算法,是一種根據(jù)數(shù)據(jù)序列的頻率特性來(lái)直接擬合系統(tǒng)傳遞函數(shù)參數(shù)的解析算法。其算法的原理是通過(guò)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)和極小化模型之間的誤差準(zhǔn)則函數(shù)來(lái)確定系統(tǒng)模型的傳遞參數(shù)。本文介紹了伺服控制技術(shù)的相關(guān)背景知識(shí),結(jié)合Levy辨識(shí)算法的原理及數(shù)學(xué)模型推導(dǎo),詳細(xì)闡述了 Levy傳遞函數(shù)辨識(shí)算法的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),完成了矩陣元素生成、矩陣擴(kuò)展、矩陣LU分解、LU矩陣存儲(chǔ)、三角矩陣求逆、矩陣轉(zhuǎn)置、矩陣乘和矩陣向量乘八個(gè)模塊的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)傳遞函數(shù)的辨識(shí),最后得到系統(tǒng)傳遞函數(shù)的系數(shù)向量。采用Matlab和Vivado聯(lián)合仿真證明了本設(shè)...

【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

圖2-1單位脈沖響應(yīng)??

圖2-1單位脈沖響應(yīng)??

接下來(lái)我們需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法獲得采樣數(shù)據(jù)。我們收集多組脈沖響應(yīng)觀測(cè)??數(shù)據(jù)(t/c,y(tfc)),k=l,2,…,L。選擇/^和^兩個(gè)時(shí)亥IJ的觀測(cè)數(shù)據(jù)(thyCti))和??(t2,y(t2))來(lái)確定參數(shù)K和T,見(jiàn)圖2-1。??將這兩個(gè)時(shí)刻的采樣數(shù)據(jù)代入式(1)可以得到兩個(gè)方....


圖2-2?Levy算法流程圖??(1)矩陣元素生成:是整個(gè)Levy算法硬件實(shí)現(xiàn)計(jì)算流程的第一步,目的在于生??13??

圖2-2?Levy算法流程圖??(1)矩陣元素生成:是整個(gè)Levy算法硬件實(shí)現(xiàn)計(jì)算流程的第一步,目的在于生??13??

文?Levy系統(tǒng)傳遞函N?N??5/?=?Z???"y?=?Z?〇;2?+?仏2)??i=l?i=l??,傳遞函數(shù)的系數(shù)就可以通過(guò)以下公式求解N?=?M"1?*?V程圖??推導(dǎo)的Levy算法原理,在硬件上實(shí)現(xiàn)Levy驟包括:??


圖3-1?Levy算法硬件實(shí)現(xiàn)總體架構(gòu)圖??

圖3-1?Levy算法硬件實(shí)現(xiàn)總體架構(gòu)圖??

3.1頂層模塊設(shè)計(jì)??3.1.1?Levy算法總體架構(gòu)設(shè)計(jì)??Levy算法硬件實(shí)現(xiàn)的總體架構(gòu)如圖3-1所示。其主體包括總控制器,可重構(gòu)??計(jì)算陣列,存儲(chǔ)單元。??丨,存儲(chǔ)單元丨丨!?,漏yn?!?「聰冊(cè)算陣列]??!?bankQ?|?'????I?丨?除綠?11??|?banK1....


圖3-2主控制器狀態(tài)機(jī)??

圖3-2主控制器狀態(tài)機(jī)??

?^??獨(dú)IP矩陣??圖3-2主控制器狀態(tài)機(jī)??如圖3-2所示是Levy算法硬件實(shí)現(xiàn)的主控制器狀態(tài)機(jī),各狀態(tài)所表示的意??義簡(jiǎn)介如下:??parameter?IDLE?:?idle狀態(tài),遇到start信號(hào)拉高后,跳轉(zhuǎn)到start??狀態(tài)??parameter?START?:第一‘....



本文編號(hào):4012580

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