雙重建模與分離辨識技術(shù)的ＦＰＧＡ實現(xiàn)

曹　輝，韓建國，馬棟萍，王　暄
北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院，北京

北京化工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京

摘　　　要：針對許多易受強隨機干擾而難以用常規(guī)方法辨識的動態(tài)系統(tǒng)，提出一種非線性多變量動態(tài)系統(tǒng)的雙重建模與分離辨識技術(shù)在ＦＰＧＡ上的實現(xiàn)。通過對非線性子通道特性分析，采用ＤＤＳＩ技術(shù)進行建模，包括構(gòu)造ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、運用較小二乘辨識等算法獲取數(shù)學(xué)模型，其中，建立模型的主要算法和系統(tǒng)參數(shù)估計的相關(guān)的ＦＰＧＡ結(jié)構(gòu)設(shè)計通過Ｖｅｒｉｌｏｇ語言的結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)流進行了描述。同時采用ＦＰＧＡ的在線可重構(gòu)技術(shù)，在運行時根據(jù)需要動態(tài)改變系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，使硬件具有分時復(fù)用，節(jié)省邏輯資源的優(yōu)良性能。這一技術(shù)的ＦＰＧＡ實現(xiàn)，使得這種非線性、多變量動態(tài)系統(tǒng)的特殊系統(tǒng)辨識技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于諸如星體運動、現(xiàn)代控制過程、生產(chǎn)過程與經(jīng)濟管理系統(tǒng)等高層次科技領(lǐng)域中的帶有強噪聲干擾子通道的系統(tǒng)動態(tài)建模中。

關(guān)　鍵　詞：非線性與多變量系統(tǒng)；雙重建模與分離辨識；ＦＰＧＡＶｅｒｉｌｏｇ�舱Z言

１　引　言
在動態(tài)系統(tǒng)辨識中，有一大類非線性多變量系統(tǒng)的子通道由于受到強隨機干擾而不可能用常規(guī)方法進行辨識［１�玻常�。例如人造衛(wèi)星姿態(tài)仿真控制系統(tǒng)中［４］，會有強震蕩干擾信號作用于控制系統(tǒng)的子通道；而在機器人視覺／動作控制系統(tǒng)，存在強光干擾通過子通道進入系統(tǒng)，等。能否辨識這些非線性系統(tǒng)子通道，是實現(xiàn)控制的關(guān)鍵，若不能獲得其較準確的模型，則難以達到預(yù)期的控制效果，所以研究受強噪聲干擾子通道的辨識方法、過程及其實現(xiàn)途徑，進而對系統(tǒng)進行補償或控制就顯得非常重要。為了獲得這些特殊通道的動態(tài)差分方程的數(shù)學(xué)模型，并實現(xiàn)其相應(yīng)算法的機載平臺在線運行，本文提出了一種特殊的信息處理技術(shù)，即雙重建模與分離辨識技術(shù)，并實現(xiàn)了其在ＦＰＧＡ上的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

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