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基于SOPC的云模型实现的关键技术研究

作　者: 王葵
导　师: 符意德
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 云模型 智能控制 嵌入式SOPC系统 云模型控制器
分类号: TP301
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


云模型是用语言值表示的某个定性概念与其定量表示之间的不确定性转换模型,以将人用语言值表述的控制经验构成规则,多条规则构成规则库,当外部有输入刺激规则时,通过云的不确定推理,实现拟人的不确定性推理和控制。使用这种控制方式,不需要建立精确的数学模型,而仅需利用定性知识的推理就可以实现对系统的有效控制。云模型在智能控制领域,目前已经得到了很多应用。但是,使用云模型的智能控制往往是在计算机上使用软件实现,计算机由于其自身硬件接口固定、数量有限、体积大、成本高且功耗大、实时性差等缺点限制了云模型智能控制的进一步应用。针对计算机软件实现的缺点,本文考虑使用嵌入式SOPC系统来实现云模型控制。首先从云模型用于智能控制出发,研究了基于规则发生器的云模型的不确定推理原理,对基于SOPC的云模型控制器实现的相关技术进行了研究与分析,包括对系统IO数据的处理、云规则库的数据结构和存储策略等;接着使用具体的SOPC硬件平台对处理系统的硬件配置、云模型的不确定推理算法进行了设计与实现,并对系统进行集成;然后对基于SOPC的云控制器在智能洗衣机中的应用进行了分析。最后对本文所做的工作进行了总结并提出了下一步的研究方向。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 选题背景  7-8
  1.2 当前的研究现状  8-9
  1.3 研究内容及论文主要工作  9
  1.4 论文结构  9-10
2 云模型相关理论介绍  10-17
  2.1 云模型的基本概念  10-11
    2.1.1 云和云滴定义  10
    2.1.2 云的数字特征  10-11
    2.1.3 云的分类  11
  2.2 正态云发生器  11-13
    2.2.1 正向云和逆向云发生器  12-13
    2.2.2 前件云发生器和后件云发生器  13
  2.3 基于规则发生器的不确定推理  13-16
    2.3.1 单规则发生器  14-15
    2.3.2 多规则发生器  15-16
  2.4 本章小结  16-17
3 基于SOPC的云模型实现技术研究  17-32
  3.1 嵌入式SOPC技术介绍  17-20
    3.1.1 嵌入式SOPC技术  17-18
    3.1.2 NiosII软核处理器优点  18-19
    3.1.3 基于NiosII软核的SOPC开发  19-20
  3.2 云模型用于智能控制原理  20-21
  3.3 基于SOPC的云模型实现的方法和内容  21-22
    3.3.1 基于SOPC的云模型实现方法分析  21
    3.3.2 基于SOPC实现云模型控制的设计内容  21-22
  3.4 基于SOPC的云模型实现关键技术研究与设计  22-28
    3.4.1 基于SOPC的云模型控制的系统基本架构  22-23
    3.4.2 基于SOPC的云模型控制系统的IO处理  23-25
    3.4.3 云规则库的表示和存储  25-28
  3.5 基于SOPC的云模型实现系统集成  28-31
    3.5.1 FPGA的配置方式的选择  28-29
    3.5.2 Flash编程  29-30
    3.5.3 NinsII系统的启动过程  30-31
  3.6 本章小结  31-32
4 基于SOPC的云模型设计与实现  32-52
  4.1 硬件系统功能框图  32-33
  4.2 云模型的NiosII系统配置方案  33-35
  4.3 云模型的软件开发环境介绍  35-36
    4.3.1 软件开发平台NiosII IDE介绍  35
    4.3.2 基于HAL的软件开发介绍  35-36
  4.4 基于SOPC的云模型软件实现  36-46
    4.4.1 基于SOPC的云模型实现分析  37
    4.4.2 云规则库的更新存储设计与实现  37-41
    4.4.3 云控制推理程序实现  41-46
  4.5 Flash编程的实现  46-48
    4.5.1 Flash编程目标设计  46-47
    4.5.2 云模型设计的Flash编程  47-48
  4.6 基于SOPC的云模型系统实现优化  48-51
    4.6.1 程序运行空间的优化  48-49
    4.6.2 云模型算法实现中的优化  49-51
    4.6.3 其他优化  51
  4.7 本章总结  51-52
5 基于SOPC的云控制器在智能洗衣机中的应用  52-55
  5.1 智能洗衣机的控制原理  52
  5.2 使用SOPC云控制器的智能控制  52-54
    5.2.1 输入量检测与处理  53
    5.2.2 云规则的建立  53-54
  5.3 本章总结  54-55
6 总结  55-56
  6.1 论文小结  55
  6.2 有待研究的工作  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-58

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法
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