基于粒子群算法的PID控制器的FPGA实现源程序精品文档完整版文档格式.docx

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wr_1,rd_1:

lz_cnt:

outstd_logic_vector（4downto0）;

iterance:

outstd_logic_vector（7downto0）

）;

endcontrol;

architecturebehavioralofcontrolis

typestatesis（idle,st1,st2,st3,st4,st5,st6,stop）;

signalcurrent_state:

states;

signalflag:

std_logic;

--mux5

signallzcnt:

std_logic_vector（4downto0）;

signaliter:

std_logic_vector（7downto0）;

begin

process（ctr_clk_P,ctr_res_1,current_state）--系统主状态机

ifctr_res_1='

1'

then

current_state<

=idle;

elsifctr_clk_P'

eventandctr_clk_P='

casecurrent_statesis

whenidle=>

--系统复位

wr_1<

='

;

rd_1<

0'

st2_1<

st3_1<

cmux1<

cmux2<

cmux3<

cmux4<

--mux5<

random_clk<

flag<

iter<

=（others=>

'

）;

lzcnt<

current_states<

=st1;

whenst1=>

--群体初始化

st4_1<

st5_1<

random_clk<

ifov1_1='

current_state<

=st2;

elsecurrent_state<

endif;

whenst2=>

--从初始化后的32个个体中选择全局最优

ifov2_1='

=st3;

sta_sel_1<

elsecurrent_state<

whenst3=>

--局部，全局最优更新

ifov3_1='

=st4;

whenst4=>

--个体速度计算并判断阀值

ifov4_1='

=st5;

whenst5=>

--个体位置计算并判断阀值

ifov5_1='

=notflag;

ifflag='

=st6;

wr_1<

elsecuttent_state<

whenst6=>

--新个体位置，速度，局部最优更新后的数据存储

iflzcnt="

11111"

="

00000"

=iter+1;

else

=lzcnt+1;

ifiter="

01111111"

=stop;

elsecuttent<

whenstop=>

--迭代结束

cuttent_state<

whenothers=>

endcase;

endprocess;

cmux5<

=flag;

iterance<

=iter;

lz_cnt<

=lzcnt;

endBehavioral;

--初始化粒子个体模块

usework.lgQQ_pso.all;

entityini_particleis

port（ckl_P,res_1:

instd_logic;

ad_msb:

address:

outstd_logic_vector（m-1downto0）;

--（m-1downto0）;

p:

outstd_logic_vector（31downto0）;

v:

outstd_logic_vector（23downto0）;

over_1:

outstd_logic

endini_particle;

architecturebehavioralofini_particleis

signalz:

std_logic_vector（31downto0）;

signalqz:

std_logic;

signalcnt:

std_logic_vector（m-1downto0）;

begin

process（clk_P,res_1）

ifres_1='

z<

01010010010001010010101000011101"

cnt<

--"

0000"

over_1<

elsifclk_P'

eventandclk_P='

z（31downto1）<

=z（30downto0）;

z（0）<

=qz;

p<

=z

（1）&

z（3）&

z（4）&

z（5）&

z（7）&

z（8）&

z（10）&

z（12）&

z（13）&

z（15）&

z（17）&

z（21）&

z（23）&

z（27）&

z（30）&

z（31）&

z（0）&

z

（2）&

z（6）

&

z（9）&

z（11）&

z（14）&

z（16）&

z（18）&

z（19）&

z（20）&

z（22）&

z（24）&

z（26）&

z（28）&

z（29）;

v<

z（15）&

z（17）&

z（6）&

z（10）&

z（20）&

z（22）;

=cnt+1;

address<

=cnt;

--ad_msb&

ifcnt="

endprocess;

qz<

=z（31）xorz（6）xorz

（1）xorz（4）xorz（0）;

endBehavioral;

--多路选择器Mux1模块源程序

--useieee.std_logic_unsigned.all;

--usework.canshu.all;

entitymux1is

port（mux_ctr1,mux_ctr2:

xi1,xi2:

instd_logic_vector（31downto0）;

vi1,vi2:

instd_logic_vector（23downto0）;

ad1,ad2,ad3:

instd_logic_vector（4downto0）;

wad:

outstd_logic_vector（4downto0）;

rad:

vi:

xi:

outstd_logic_vector（31downto0）

endmux1;

architectureBehavioralofmux1is

process（mux_ctr1,mux_ctr2,xi1,xi2,vi1,vi2,ad1,ad2,ad3）

ifmux_ctr1='

then--接收初始化模块的数据

xi<

=xi1;

vi<

=vi1;

wad<

=ad1;

else--接收经过一代更新的新个体数据

=xi2;

=vi2;

=ad3;

ifmux_ctr2='

then--读取刚初始化后的数据地址

rad<

=ad2;

else--读取新个体数据地址

endarchitecture;

--多路选择器Mux2模块源程序

entitymux2is

port（mux_ctr:

pbxi1,pbxi2:

fpbxi1,fpbxi2:

pbxi:

fpbxi:

outstd_logic_vector（23downto0）

endmux2;

architectureBehavioralofmux2is

begin

ifmux_ctr='

pbxi<

=pbxi1;

fpbxi<

=fpbxi;

=pbxi2;

=fobxi;

--多路选择器Mux3模块源程序

entitymux3is

fxi:

fxi1,fxi2:

endmux3;

architectureBehavioralofmux3is

process（mux_ctr,xi,fxi）

then--接收刚初始化的数据

xi1<

=xi;

xi2<

fxi1<

=fxi;

fxi2<

xi2<

xi1<

fix2<

fxi1<

--从初始粒子群中选择一个全局最优解模块源程序

entitygbestis

port（clk_P,stat_1:

res_1:

x1x2:

instd_logic_vector（31downto0）;

--（31downto0）;

x_fit:

instd_logic_vector（23downto0）;

--（mdownto0）;

gbest:

outstd_logic_vector（31downto0）;

gb_fit:

outstd_logic_vector（23downto0）;

outstd_logic

endgbest;

architectureBehavioralofgbestis

signalgfit:

std_logic_vector（23downto0）;

signalcnt:

std_logic_vector（4downto0）;

typestatesis（idle,st1,stop）;

signalcurrent_state:

process（res_1,clk_p,current_state,start_1,x_fit,gfit）--cnt

then

gb_fit<

gfit<

gbest<

casecurrent_stateis

over_1<

ifstart_1='

snt<

ifgfit>

x_fitthen

=x1x2;

=x_fit;

=gfit;

--粒子局部最优更新模块源程序

entitypbestis

port（clk_P,start_1:

xin,pbin:

--（m-1downto0）;

fxi,fpbi:

xio,pbio:

fpbio:

--fxio,

fgb:

gb:

iter:

instd_logic_vector（7downto0）;

gbfit:

endpbest;

architectureBehavioralofpbestis

signalmaxfit:

std_logic_vector（23downto0）;

signalmax:

typestatesis（idle,st1,st3）;

process（res_1,clk_p,current_state,start_1,max,maxfit,xin）

ifres_1='

maxfit<

max<

elsifclk_P'

whenidle=>

00000000"

andlz_cnt="

000000"

=gb;