[发明专利]一种用于交联电缆生产线的单神经元FPGA控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种用于交联电缆生产线的FPGA控制方法及系统，属于自动控制技术领域，所述方法包括：误差信号进入单神经元自适应模块来计算比例、积分及微分权值；各个权值与相应的误差信号乘积求和经过PWM处理模块调节输出占空比，然后传送给下牵引驱动器；从下牵引驱动器输出的信号传输给压力传感器后经过AD转换模块转换成数字信号反馈给系统内部，通过期望电压值和实际电压值反复求差值将神经元算法构建在FPGA系统上来不断改变权值大小，当实际电压值与期望电压值相等时即为调节权值最优解，适用于交联电缆生产系统以便更好的控制驱动器调整悬垂中点的位置，确保设备安全有效运行。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种用于交联电缆生产线的单神经元FPGA控制方法及系统。

背景技术

交联电缆生产装备是一个复杂的生产系统，它包括：挤出、加热和冷却系统；牵引机和收放线装置；辅助系统和控制系统等；其中控制系统中悬垂线控制方法很多，用的较广的是在CCV(悬链式)管加热段中部，选择一个悬垂变化灵敏地方来控制线芯位置，使其处在管子的中心上。

FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)是在PAL(Programmable Array Logic，可编程阵列逻辑)、GAL(Generic Array Logic，通用阵列逻辑)、CPLD(Complex programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)的基础上发展出来的一种半定制电路，它不仅弥补了电路的不足，同时相较于以前的逻辑器件，其门电路数量又大大增加；但是由于每个环境的不同导致PID参数各不相同，需要进行反复大量的实验去不断地去调整设置，耗费更多的人力物力；同时，系统的精确度也参差不齐从而导致产品质量会下降。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述缺点，本发明提供了一种用于交联电缆生产线的单神经元FPGA控制方法及系统，结合了单神经元算法和FPGA内部硬件的优势，实现了可在各种条件下进行自我调节。

本发明通过如下技术方案实现：

一种用于交联电缆生产线的单神经元FPGA控制系统，包括单神经元自适应模块、PWM处理模块、下牵引驱动器及AD转换模块，误差信号进入单神经元自适应模块来计算比例、积分及微分权值；各个权值与相应的误差信号乘积求和经过PWM处理模块调节输出占空比，然后传送给下牵引驱动器；从下牵引驱动器输出的信号传输给压力传感器后经过AD转换模块转换成数字信号反馈给系统内部。

一种用于交联电缆生产线的单神经元FPGA控制系统的控制方法，具体步骤如下：

步骤1：接收来自交联系统给定的期望电压值与悬垂电路板所输出的实际电压值进入到FPGA控制系统进行误差处理；

步骤2：误差信号进入到单神经元自适应模块，同时设定关于悬垂系统的权重系数以及学习速率的初始值；

步骤3：将步骤2得到的悬垂控制的权值与步骤1相应的误差信号乘积求和，经过PWM处理模块调节占空比，输出给下牵引驱动器，下牵引驱动器通过信号传输给压力传感器，最后经过AD转换模块转换成数字电压信号再次反馈给系统内部；

步骤4：通过将交联系统给定的期望电压值和步骤3反馈的数字电压值反复求差值，然后反馈给FPGA再次进行权重系数以及误差的计算，当实际电压值与期望电压值相等时即为调节权值最优解。

进一步，步骤1所述的误差处理，具体步骤如下：

交联系统给定的期望电压值与悬垂电路板所输出的实际电压值进入FPGA后进行误差处理，得到三种误差信号：当前误差、目标总误差以及误差变化量；