基于DSP+CPLD的伺服控制卡的設(shè)計(jì)

2 控制算法的設(shè)計(jì)
2．1 控制模型
在運(yùn)動(dòng)控制伺服系統(tǒng)中，需要控制的系統(tǒng)參數(shù)主要有位置、速度、加速度、輸出扭矩／力矩等。傳統(tǒng)的位置伺服控制策略是以PID控制為代表，但需依靠精確的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)模型參數(shù)的變化及非線性因素等都會(huì)對(duì)常規(guī)PID的精確調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響，因而PID對(duì)非精確、非線性對(duì)象的控制往往難以取得很好的控制效果。
CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有處理非線性和自學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，而且該控制網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)速度快。目前在工業(yè)中關(guān)于CMAC控制器的結(jié)構(gòu)大都采用常規(guī)PD和CMAC并行的控制結(jié)構(gòu)，它在階躍輸入或跟蹤方波信號(hào)時(shí)，具有輸出誤差小，魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，然而在跟蹤連續(xù)變化信號(hào)時(shí)，卻容易產(chǎn)生過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。為此，設(shè)計(jì)一種單神經(jīng)元PID與CMAC復(fù)合控制的控制算法，用單神經(jīng)元PID替代常規(guī)PID控制，由神經(jīng)元來(lái)在線調(diào)整PID控制參數(shù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，來(lái)改善系統(tǒng)的跟隨性能。該算法的構(gòu)成簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，能夠適應(yīng)環(huán)境的變化，有較強(qiáng)的魯棒性。仿真結(jié)果證明該算法具有較小的跟隨誤差，良好的魯棒性和抗干擾能力，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2．2 并行控制算法的設(shè)計(jì)
由圖2綜合單神經(jīng)元PID與CMAC控制算法，得到單神經(jīng)元PID與CMAC并行控制完整的控制算法如下：

其中：η，ξ為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)速率；α為慣性系數(shù)。
2．3 算法的實(shí)現(xiàn)、仿真和結(jié)果分析