模糊控制器NLX230中文資料

    有二種不同類型的隸屬函數，對於第一種隸屬函數，確值輸入離中心點愈近，隸屬值愈大，如果確值輸入落入隸屬函數的寬度範圍之外，那麼隸屬值最小。對於第二隸屬函數，當確值輸入落入隸屬函數的寬度範圍之內時隸屬值最小。距離測量的優點有二：其一是使設計者在保留重要信息的同時不必決定複雜隸屬函數的形狀；其二是這種方法提供了相似判決的簡單途徑。



2.2 確值輸入向模糊邏輯量的轉換

      確值輸入向模糊邏輯量的轉換是通過測量距離的相似判決模糊邏輯單元實現的，在相似判決模糊邏輯單元內求取隸屬值的電路結構如圖2所示。模糊邏輯單元內被選定的隸屬函數中心點值和確值輸入送進減法器計算出差值ac，該差值與隸屬函數寬度值相比較，只有當差值在寬度範圍內時，隸屬值計算器才輸出結果（該結果等於從允許的最大隸屬值中減去差值ac，如圖1所示），否則，隸屬值計算器輸出將被置零或置最小值。隸屬值實際上是1個模糊邏輯量，用μ（或d）表示。

3  NLX230的內部結構和引腳功能

      NLX230型模糊控制器的內部結構如圖3所示，它由模糊輸入選擇器，16個模糊單元、最小和最大比較器、規則寄存器、輸出寄存器和定時控制等部分組成，完成模糊推理運算並作出控制決策。

3.1 模糊輸入選擇器和模糊單元

      8選1多路選擇器控制N LX230中16個模糊單元的每個單元的輸入。模糊單元求取輸入量對用戶所定義的隸屬函數的隸屬度。每個模糊單元從8個外部輸入中任選1個作為輸入數據（1個模糊單元只能訪問1個輸入數據）。把模糊單元組態構成輸出反饋到輸入的形式，可不處理外部輸入。把一個輸入同1個隸屬函數聯繫起來構成1個項，NLX230最多可支持16個項。每個模糊單元的結構如圖2所示，含有1個16位的項寄存器，包括8位的中心值、5位的寬度值及3位的輸入選擇組態（完成對8個外部輸入中任1個輸入的選擇）。每個模糊單元計算輸入值與用戶定義的中心點的距離，完成輸入確值量到模糊邏輯量的轉換。這樣，每1個模糊單元與1個8位中心位置相聯，計算出距離后，其結果與用戶定義的寬度相比較，5位的寬度值代表輸入離中心位置的最遠距離，如果輸入的距離小於或等於此寬度，那麼輸入被認為是隸屬函數的一部分，距離的求補得到隸屬函數度。求補就是30減去距離（30是最大寬度，）輸入離中心越近，隸屬值越高，落在寬度內的隸屬值被傳到最小比較器來進行規則處理。

      當輸入等於中心值時，模糊單元輸出最大值31；當輸入落在寬度範圍以外時，模糊輸出值為0，表示完全沒有關係。



3.2 最小值比較器和最大值比較器

      NLX230的最小值比較器是由高流通量的神經元網路執行的，以適合高速的數據量。64條規則分別存儲在64個規則寄存器中，每個規則寄存器字有24位，其前16位分別用來完成每個模糊單元的輸出對最小比較器的使能。每個規則位固定對應1個模糊單元。當1個規則位被置1，則此規則包含該項，相應的模糊單元輸出可與其他置1的規則位相比較以找出最小項。



      某個規則的最小項一旦被找到，就儲存在NLX230最大值比較器的暫存寄存器中，對應被處理的每一規則經處理所得最小項與暫存於最大值寄存器中的值進行比較，去小存大；當處理完所有規則，最大值寄存器中的結果是所有最小項中的最大值，該值對應的規則為取勝規則，代表1個"模糊"邏輯各結果的和。取勝規則的當前值（動作值）送到模糊量與確值量的轉換單元（輸出寄存器），經轉換處理後進行模糊控制。



      當前值定義在每個規則寄存器字的8個保留位，代表輸出動作值所需的修正量，動作修正值是1個8位二進位補碼值為－128～127。從規則寄存器字來的8位動作修正值與用戶定義的初值相加。例如，初始值為100，動作修正值為－5，則輸出為95。



3.3 規則寄存器和輸出寄存器

      規則寄存器用於存放控制規則，NLX230最多可存放64條規則。輸出寄存器為匯流排使能方式，只要處理了所有的規則，規則寄存器的8位補碼修正值與初始值之和，飽和算數運算使輸出位取模128（當前值使輸出高於或低於界限－128和127），輸出即由模糊量轉換為確值量，模糊控制器在輸入下一組數據的同時輸出結果數據。

3.4 NLX230的引腳功能

      NLX230採用40引腳雙列直插式封裝，如圖4所示。RST是系統複位腳，低電平有效。DI0－DI7是8位數據輸入口。VSS是地。SK是串列時鐘腳，用於將組態數據打入FMC（M/S＝0時，該腳輸出）。