基于FPGA的糧食干燥過程模糊預測控制研究.pdf

1、糧食干燥過程是一個復雜、時變、非線性、大滯后的工業(yè)過程，使糧食干燥過程自動控制的實現(xiàn)難度加大，因此，糧食干燥過程控制技術(shù)，控制模型的建立、實現(xiàn)及應用等成為研究的熱點。 我國是一個糧食生產(chǎn)大國，自主開發(fā)適合中小農(nóng)戶的中、小型糧食干燥機并實現(xiàn)過程的自動控制具有重要意義：保證出機糧食水分均勻一致，并提高干后糧食的品質(zhì)，大大減少糧食的浪費的同時減輕操作人員的勞動強度，充分發(fā)揮干燥機的生產(chǎn)能力。 研究采用模糊預測控制策略，并基于現(xiàn)

2、場可編程技術(shù)設計、實現(xiàn)控制器?，F(xiàn)場可編程技術(shù)具有大規(guī)模、高集成度、高可靠性、開發(fā)周期短、方便靈活等優(yōu)點以及低成本、低功耗和高可重構(gòu)性的特點，為控制器實現(xiàn)提供一種很好的解決方案。本文主要研究內(nèi)容如下： (1)將模糊控制與預測控制相結(jié)合，設計糧食干燥過程的模糊預測控制器。預測控制適合應用于時變、非線性、大時滯的糧食過程控制；模糊控制可將豐富的人工經(jīng)驗應用于控制過程，進一步改善控制精度。 (2)基于深床干燥原理建立控制器預測模

3、型，并對模型進行反饋校正；模型預測值與設定值之間的誤差以及誤差變化作為模糊控制的輸入，構(gòu)建二維模糊控制，經(jīng)過模糊化、模糊推理、解模糊化等步驟得到控制器輸出。 (3)浮點數(shù)運算單元的FPGA實現(xiàn)研究。由于預測模型需要進行浮點運算，本文將數(shù)據(jù)表示為1位尾數(shù)符號位、11位尾數(shù)、1位指數(shù)符號位、8位指數(shù)的規(guī)格化形式，在此基礎上分析了浮點加法算法、浮點乘法算法、浮點除法算法、ex浮點運算算法及其基于FPGA的設計、實現(xiàn)。浮點加法采用指數(shù)對