FPGA-Based Adaptive PID Controller Using MLP Neural Network for Tracking Motion Systems

PID控制器 VHDL语言 计算机科学 现场可编程门阵列 控制理论(社会学) 运动控制 运动控制器 控制器(灌溉) 控制系统 弹道 处理器 伺服电动机 控制工程 人工神经网络 机器人 计算机硬件 工程类 人工智能 控制(管理) 温度控制 农学 物理 电气工程 天文 生物
作者
Van-Quang-Binh Ngo,Nguyen Kim Anh,Nguyen Khanh Quang
出处
期刊:IEEE Access [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:12: 91568-91574 被引量:2
标识
DOI:10.1109/access.2024.3422015
摘要

In this study, the Field Programmable Gate Array (FPGA) technology is employed to integrate multi-loop controllers for motion systems. To provide precise positioning and trajectory tracking for multi-axis systems, the proportional-integral (PI) control is used in the speed control loop and adaptive PID control in the position control loop. The motion system under consideration comprises an X-Y table driven by permanent magnet synchronous motors (PMSMs), and controlled by two programmable servo systems, each designed to regulate a separate axis. Each axis of this system consists of a motion planning module, a speed PI controller in the inner loop, and an adaptive PID position controller in the outer loop. The adaptive PID controller is specifically designed using a multilayer perceptron (MLP) neural network and parameter tuning methods. The control objective is to enhance trajectory tracking accuracy, especially in the presence of dynamic variations and uncertain disturbances. The Very High-speed IC Hardware Description Language (VHDL) is utilized to implement the desirable features of the control system. The control development is based on an FPGA device using Altera's Quartus II and Nios II software environment. The VHDL designs are analyzed and synthesized within this software environment. Simulation results demonstrate that the on-chip control system can achieve accurate positioning and tracking performance for the X-Y table motion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
吗喽完成签到,获得积分10
2秒前
爆米花应助儒雅棒球采纳,获得10
2秒前
剪刀石头布完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
天真书竹发布了新的文献求助10
3秒前
研友_VZG7GZ应助笑点低从蓉采纳,获得10
5秒前
5秒前
小白发布了新的文献求助10
5秒前
baiyixuan完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI5应助ytx采纳,获得10
6秒前
思源应助爱笑的冷风采纳,获得10
7秒前
7秒前
细腻涛完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Aria完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
邓淑君发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
田様应助婷杰采纳,获得10
12秒前
Jnest发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
美丽的又菡完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
Jasper应助zyf采纳,获得10
16秒前
xuxuwang1完成签到,获得积分10
17秒前
ytx发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
yumi2225完成签到,获得积分10
17秒前
大模型应助Mint采纳,获得10
17秒前
Lucas应助zl采纳,获得10
18秒前
人类发布了新的文献求助10
18秒前
青柏完成签到,获得积分10
18秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得30
19秒前
高分求助中
Continuum thermodynamics and material modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 2000
Applications of Emerging Nanomaterials and Nanotechnology 1111
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
工业结晶技术 880
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3490203
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3077204
关于积分的说明 9148048
捐赠科研通 2769368
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1519705
邀请新用户注册赠送积分活动 704187
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 702113