飛機剎車模糊神經(jīng)網(wǎng)絡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計算出期望的飛機速度及機輪轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)電流，由伺服閥控制剎車壓力，實現(xiàn)模糊剎車。

　　根據(jù)系統(tǒng)的性能要求及實際情況，本系統(tǒng)采用DSP(數(shù)字信號處理器)實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡，用單片機89C52實現(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)的實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)硬件實現(xiàn)方案

3.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡部分

　　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(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)絡的權值訓練程序作為DSP的中斷子程序調(diào)用(開關觸發(fā))。

3.1.1.1 存儲器

　　神經(jīng)網(wǎng)絡部分需要保存權值與閾值參數(shù)，實現(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74LVC16245來進行。

3.1.1.2 復位電路

　　在實際應用系統(tǒng)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(tǒng)運行并在系統(tǒng)發(fā)生故障時進行復位的能力，因此采用MAX706實現(xiàn)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(shù)字控制信號由AD7528芯片轉(zhuǎn)換為模擬電流信號輸出。

3.1.3 雙機通信

　　系統(tǒng)設計重點之一在于主機和從機間的數(shù)據(jù)通信。神經(jīng)網(wǎng)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(nèi)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(jié)果以進行模糊控制的處理，形成一條信號處理流水線系統(tǒng)，從而大大提高了信號的處理效率，保證了系統(tǒng)的實時性要求。

3.2 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)方案

3.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡部分

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