基于arm的云模型智能控制.doc
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基于arm的云模型智能控制,摘 要在实际控制系统时，常常会碰到一些系统需要大量的实验和不断尝试才能达到很好的控制效果。这种控制方式带有大量的主观性，同时这些系统很难用具体的数学模型来描述。对它们的控制方法是从人的生活经验中得到的，而经典控制理论则无能为力。因此如何设计行之有效的定性与定量的转换模型（控制器）就成为摆在专家学者面前的重要课题。云模型...
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摘 要
在实际控制系统时，常常会碰到一些系统需要大量的实验和不断尝试才能达到很好的控制效果。这种控制方式带有大量的主观性，同时这些系统很难用具体的数学模型来描述。对它们的控制方法是从人的生活经验中得到的，而经典控制理论则无能为力。因此如何设计行之有效的定性与定量的转换模型（控制器）就成为摆在专家学者面前的重要课题。云模型是一种新兴的用于模拟人类思维中存在的不确定性智能的转换模型。自从上个90年代李德毅教授提出云模型理论并成功的运用云模型推理方法实现了对三级倒立摆各类平衡姿态的动态转换。云模型理论得到了迅速发展，目前云模型在各个领域已取得可喜的研究成果。
该理论从提出至今,主要以理论研究和仿真实验为主。如何运用云模型理论实现对系统的控制已经成为云模型理论研究的重点。针对以上云模型发展状况，本文考虑使用嵌入式ARM来实现云模型智能控制。首先从云模型基本控制理论出发，研究学习了基于规则发生器的云模型不确定性推理算法和云模型系统的通用逼近性理论，基于研华A1000平台设计了云模型水位控制系统，验证了云模型逼近性理论。对基于ARM的云模型控制器算法实现的相关技术进行了研究与分析，主要是通用控制器的设计；接着使用S3C2440 ARM平台对云模型不确定性推理算法进行了实现与验证。然后基于云模型理论、云模型控制器的设计方法和ARM平台设计了履带机器人巡航系统和轮式机器人复杂环境避障系统。最后，对全文所做的工作进行了总结并提出了下一步的研究方向。
关键词 智能控制；云模型；云模型控制器；ARM
Abstract
In practice applications, we often encounter some systems need a lot of experimentation and constantly trying to achieve good control effect. This control method with a lot of subjectivity, and these systems are difficult to use a specific mathematical model to describe. Way of control them is to get people's life experience, but the classical control theory is powerless. How to design effective conversion model (controller) of qualitative and quantitative has become an important subject which placed in front of experts and scholars. Since 90s of the last century, Professor Li Deyi proposed cloud model theory and successfully used cloud model reasoning to realize the dynamic conversion for all kinds of balance stances of three class of inverted pendulum. Cloud model theory has been developing rapidly. At present, the cloud model has made Gratifying research results in various fields.
So far, this theory is studied in theoretical and simulation-based. How quickly and easily to design effective and reliable cloud model controller has become the focus. For research of the cloud model theory, this paper choose the embedded ARM to implement cloud model control. First, from the basic theories of cloud model, we study and learn cloud model’s uncertainty reasoning theory based on rules generator and the theory of approximating, Design cloud model control system for water level based on YanHua A1000 platform, and verification of the cloud model approximation theory. then analyze the related technologies of cloud model controller based on ARM, including design of common cloud model controller, and giving the realization method and validation using the hardware platform of S3C2440 ARM. Then based on the theory of cloud model, the method of cloud model controller and ARM platform, this paper designed a track robot navigation system and a wheeled robot complex environment obstacle avoidance system. Finally, the work of this paper is summarized and come up with the next stage of research.
Keywords: intelligent control; cloud model; cloud model controller; ARM
目 录
摘要 I
Abstract III
第一章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 智能控制概述 2
1.3云模型理论概述 3
1.3.1云模型理论的建立 3
1.3.2 云模型研究现状 4
1.4 ARM处理器介绍 5
1.4.1 ARM的概念 5
1.4.2 ARM体系架构的版本 5
1.5 论文内容与结构 7
第2章 云模型 9
2.1 引言 9
2.2 云模型概念 9
2.2.1 云模型的基本定义 9
2.2.2 云模型的数字特征 11
2.2.3 云滴的贡献 12
2.3 云模型发生器 13
2.3.1正向云模型发生器 13
2.3.2 逆向云模型发生器 14
2.3.3 条件云模型发生器 15
2.4 云模型不确定性推理 17
2.4.1 单规则推理 17
2.4.2 多规则推理 18
2.5一维云模型系统的逼近性 20
2.5.1云模型系统 20
2.5.2云模型系统的逼近性 21
2.5.3 仿真实例 22
2.6 小结 23
第三章 云模型控制系统的研究与实现 24
3.1 引言 24
3.2 控制系统硬件平台介绍 24
3.2.1 A1000实验平台介绍 24
3.2.2 ADAM-6024模块 26
3.3水箱水位自动调节系统结构设计 26
3.4 系统软件设计 27
3.4.1组态王界面设计 27
3.4.2 MATlab 与组态王通讯程序设计 27
3.4.3 水位云模型控制器的设计 28
3.5 系统运行结果分析 30
3.6 小结 31
第4章 基于ARM的云模型控制器的硬件实现 32
4.1 引言 32
4.2 s3c2440的性能及开发环境介绍 32
4.2.1 s3c2440的性能简介 32
4.2.2 s3c2440的开发环境 33
4.3 s3c2440系统板的设计 34-..
在实际控制系统时，常常会碰到一些系统需要大量的实验和不断尝试才能达到很好的控制效果。这种控制方式带有大量的主观性，同时这些系统很难用具体的数学模型来描述。对它们的控制方法是从人的生活经验中得到的，而经典控制理论则无能为力。因此如何设计行之有效的定性与定量的转换模型（控制器）就成为摆在专家学者面前的重要课题。云模型是一种新兴的用于模拟人类思维中存在的不确定性智能的转换模型。自从上个90年代李德毅教授提出云模型理论并成功的运用云模型推理方法实现了对三级倒立摆各类平衡姿态的动态转换。云模型理论得到了迅速发展，目前云模型在各个领域已取得可喜的研究成果。
该理论从提出至今,主要以理论研究和仿真实验为主。如何运用云模型理论实现对系统的控制已经成为云模型理论研究的重点。针对以上云模型发展状况，本文考虑使用嵌入式ARM来实现云模型智能控制。首先从云模型基本控制理论出发，研究学习了基于规则发生器的云模型不确定性推理算法和云模型系统的通用逼近性理论，基于研华A1000平台设计了云模型水位控制系统，验证了云模型逼近性理论。对基于ARM的云模型控制器算法实现的相关技术进行了研究与分析，主要是通用控制器的设计；接着使用S3C2440 ARM平台对云模型不确定性推理算法进行了实现与验证。然后基于云模型理论、云模型控制器的设计方法和ARM平台设计了履带机器人巡航系统和轮式机器人复杂环境避障系统。最后，对全文所做的工作进行了总结并提出了下一步的研究方向。
关键词 智能控制；云模型；云模型控制器；ARM
Abstract
In practice applications, we often encounter some systems need a lot of experimentation and constantly trying to achieve good control effect. This control method with a lot of subjectivity, and these systems are difficult to use a specific mathematical model to describe. Way of control them is to get people's life experience, but the classical control theory is powerless. How to design effective conversion model (controller) of qualitative and quantitative has become an important subject which placed in front of experts and scholars. Since 90s of the last century, Professor Li Deyi proposed cloud model theory and successfully used cloud model reasoning to realize the dynamic conversion for all kinds of balance stances of three class of inverted pendulum. Cloud model theory has been developing rapidly. At present, the cloud model has made Gratifying research results in various fields.
So far, this theory is studied in theoretical and simulation-based. How quickly and easily to design effective and reliable cloud model controller has become the focus. For research of the cloud model theory, this paper choose the embedded ARM to implement cloud model control. First, from the basic theories of cloud model, we study and learn cloud model’s uncertainty reasoning theory based on rules generator and the theory of approximating, Design cloud model control system for water level based on YanHua A1000 platform, and verification of the cloud model approximation theory. then analyze the related technologies of cloud model controller based on ARM, including design of common cloud model controller, and giving the realization method and validation using the hardware platform of S3C2440 ARM. Then based on the theory of cloud model, the method of cloud model controller and ARM platform, this paper designed a track robot navigation system and a wheeled robot complex environment obstacle avoidance system. Finally, the work of this paper is summarized and come up with the next stage of research.
Keywords: intelligent control; cloud model; cloud model controller; ARM
目 录
摘要 I
Abstract III
第一章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 智能控制概述 2
1.3云模型理论概述 3
1.3.1云模型理论的建立 3
1.3.2 云模型研究现状 4
1.4 ARM处理器介绍 5
1.4.1 ARM的概念 5
1.4.2 ARM体系架构的版本 5
1.5 论文内容与结构 7
第2章 云模型 9
2.1 引言 9
2.2 云模型概念 9
2.2.1 云模型的基本定义 9
2.2.2 云模型的数字特征 11
2.2.3 云滴的贡献 12
2.3 云模型发生器 13
2.3.1正向云模型发生器 13
2.3.2 逆向云模型发生器 14
2.3.3 条件云模型发生器 15
2.4 云模型不确定性推理 17
2.4.1 单规则推理 17
2.4.2 多规则推理 18
2.5一维云模型系统的逼近性 20
2.5.1云模型系统 20
2.5.2云模型系统的逼近性 21
2.5.3 仿真实例 22
2.6 小结 23
第三章 云模型控制系统的研究与实现 24
3.1 引言 24
3.2 控制系统硬件平台介绍 24
3.2.1 A1000实验平台介绍 24
3.2.2 ADAM-6024模块 26
3.3水箱水位自动调节系统结构设计 26
3.4 系统软件设计 27
3.4.1组态王界面设计 27
3.4.2 MATlab 与组态王通讯程序设计 27
3.4.3 水位云模型控制器的设计 28
3.5 系统运行结果分析 30
3.6 小结 31
第4章 基于ARM的云模型控制器的硬件实现 32
4.1 引言 32
4.2 s3c2440的性能及开发环境介绍 32
4.2.1 s3c2440的性能简介 32
4.2.2 s3c2440的开发环境 33
4.3 s3c2440系统板的设计 34-..
