NNC-PID控制器对电液位置控制系统的DSP实现

本文主要讨论了如何利用数字信号处理器（DSP）实现神经网络PID（NNC-PID）控制器在电液位置伺服控制系统中的应用，以解决电液位置控制系统的快速响应和高精度控制需求。电液位置伺服控制系统因其非线性、不确定性、时变性、干扰和耦合等问题，使得设计精确的数学模型极具挑战性。传统的PID控制器虽然结构简单，但可能无法应对这些复杂情况。 NNC（Neural Network Control）即人工神经网络控制，具备信息综合、学习记忆和自适应能力，能够近似非线性函数，但可能陷入局部最小点，无法达到最优控制。将NNC与PID结合，形成NNC-PID智能控制器，可以改善控制性能。文章中提出了采用TMS320F2812 DSP芯片实现NNC-PID控制器，该芯片是德州仪器（TI）公司生产的高性能数字信号处理器，适用于复杂的控制任务。其150 MHz的运算频率、32位定点处理能力和丰富的外部扩展资源，使其成为电液位置控制系统的核心。 硬件设计方面，控制系统采用PC+DSP架构，PC机负责界面显示、参数调节和信号显示，而DSP执行底层控制，包括A/D转换器采集信号、D/A输出、I/O口控制和通信功能。A/D转换电路部分，TMS320F2812的A/D转换器支持16通道12位转换，有多种触发方式，并能处理0~3 V的模拟信号。I/O及驱动设计中，使用74LS244和TLP521实现驱动和光电隔离，以驱动电磁阀并减少干扰。通信电路部分，通过ISPl581器件实现了USB 2.0通信，简化了开发流程，提高了通信效率。 总结来说，文章介绍了NNC-PID控制器在电液位置伺服控制系统中的应用，利用DSP技术实现控制器的智能化，解决了传统PID控制器在处理非线性系统时的局限性。通过详细的硬件设计，包括DSP的选择、A/D转换、I/O驱动和通信电路，展示了如何构建一个高效、精确的电液位置控制系统。这种方法不仅提高了系统的控制性能，也展现了DSP在工业控制领域的强大潜力。