双重建模与分离辨识技术的ＦＰＧＡ实现

2012年04月10日10:40:31 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

曹　辉，韩建国，马栋萍，王　暄
北京联合大学生物化学工程学院，北京

北京化工大学信息科学与技术学院，北京

摘　　　要：针对许多易受强随机干扰而难以用常规方法辨识的动态系统，提出一种非线性多变量动态系统的双重建模与分离辨识技术在ＦＰＧＡ上的实现。通过对非线性子通道特性分析，采用ＤＤＳＩ技术进行建模，包括构造ＢＰ神经网络、运用较小二乘辨识等算法获取数学模型，其中，建立模型的主要算法和系统参数估计的相关的ＦＰＧＡ结构设计通过Ｖｅｒｉｌｏｇ语言的结构描述数据流进行了描述。同时采用ＦＰＧＡ的在线可重构技术，在运行时根据需要动态改变系统的电路结构，使硬件具有分时复用，节省逻辑资源的优良性能。这一技术的ＦＰＧＡ实现，使得这种非线性、多变量动态系统的特殊系统辨识技术能够广泛应用于诸如星体运动、现代控制过程、生产过程与经济管理系统等高层次科技领域中的带有强噪声干扰子通道的系统动态建模中。

关　键　词：非线性与多变量系统；双重建模与分离辨识；ＦＰＧＡＶｅｒｉｌｏｇ语言

１　引　言
在动态系统辨识中，有一大类非线性多变量系统的子通道由于受到强随机干扰而不可能用常规方法进行辨识［１３］。例如人造卫星姿态仿真控制系统中［４］，会有强震荡干扰信号作用于控制系统的子通道；而在机器人视觉／动作控制系统，存在强光干扰通过子通道进入系统，等。能否辨识这些非线性系统子通道，是实现控制的关键，若不能获得其较准确的模型，则难以达到预期的控制效果，所以研究受强噪声干扰子通道的辨识方法、过程及其实现途径，进而对系统进行补偿或控制就显得非常重要。为了获得这些特殊通道的动态差分方程的数学模型，并实现其相应算法的机载平台在线运行，本文提出了一种特殊的信息处理技术，即双重建模与分离辨识技术，并实现了其在ＦＰＧＡ上的结构设计。

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