Integrationsgerechter Entwurf analoger Fuzzy-Regler:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 8]
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Dortmund, Univ., Diss., 1995 |
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| adam_text | Titel: Integrationsgerechter Entwurf analoger Fuzzy-Regler
Autor: Kettner, Thorsten
Jahr: 1995
V Inhaltsverzeichnis Danksagung III Liste der verwendeten Formelzeichen VIII 1. Einleitung 1 2. Basiskomponenten analoger Fuzzy-Regler 5 2.1. Der MOS-Stromspiegel............................... 7 2.2. Funktionsnetzwerke zur Fuzzifizierung...................... 12 2.2.1 Schaltungsprinzip zur Realisierung stückweise linearer Funktionen . . 13 2.2.2 Beispiele................................... 17 2.2.3 Erweiterungsmöglichkeiten ........................ 19 2.2.4 Genauigkeit und Geschwindigkeit der Funktionsnetzwerke....... 22 2.3. Inferenzschaltungen ................................ 24 2.3.1 Inferenzgatter in Stromtechnik...................... 25 2.3.2 Minimum- und Maximumgatter mit Differenzverstärkern ....... 26 2.3.3 Substitution der Operationsverstärker durch Komparatoren...... 31 2.4. Der Defuzzifizierer................................. 36 2.4.1 Defuzzifizierer mit Bipolartransistoren.................. 38 2.4.2 Defuzzifizierer in CMOS-Technik............ 41 2.5. Zusammenfassung................................. 47 3. Paarigkeitsoptimierung analoger Schaltungen 48 3.1. Paarigkeitsanalysen in der Netzwerksimulation................. 49 3.2. Strategien zur Optimierung der Bauelementeähnlichkeit............ 52 3.3. Voraussetzungen für die Optimierung...... 55 3.4. Die Flächenstrategie für MOS-Transistoren................... 57 3.4.1 Die Zielfunktion .............................. 57 3.4.2 Die Zwangsbedingungen.......................... 58 3.4.3 Das Optimum................................ 60 3.4.4 Durchführung der Flächenstrategie.................... 62 3.4.5 Nachweis des globalen Minimums..................... 64
VI INHALTSVERZEICHNIS 3.5. Verallgemeinerung der Flächenstrategie ..... 65 3.6. Das Optimierungsprogramm MATCHÖ ..................... 69 3.6.1 Die Topologieanalyse............................ 69 3.6.2 Ablauf der Optimierung.......................... 70 3.7. Beispiele zum Optimierungsverfahren....................... 72 3.8. Grenzen und Ausblick der Paarigkeitsoptimierung ............... 80 4. Realisierung eines Ein-Chip Fuzzy-Systems 82 5. Programmierbarkeit analoger Fuzzy-Regler 88 5.1. Reduktion der Schaltungsredundanz....................... 88 5.1.1 Verminderung der Anzahl der Minimumoperatoren........... 88 5.1.2 Die dynamisch verwaltete Regelbasis................... 90 5.2. Schaltungstechnische Umsetzung der dynamischen Regelverwaltung...... 91 5.2.1 Zuordnung der aktiven Funktionen zu den Minimumgattern...... 92 5.2.2 Erweiterung der Regelsyntax....................... 93 5.2.3 Auswahl der aktiven Regeln........................ 94 5.2.4 Logik und Speicher............................. 96 5.3. Komplexität einiger Beispielkonfigurationen................... 98 5.4. Aufbau eines Gesamtsystems........................... 100 6. Approximation des Reglerkennfeldes 104 6.1. Approximation mehrdimensionaler Kennfelder.................. 105 6.2. Mehrdimensionales Funktionsnetzwerk...................... 109 6.2.1 Rampengeneratoren in Stromtechnik................... 110 6.2.2 Netzwerke zur Realisierung von Ebenen................. 111 6.2.3 Erweiterungsmöglichkeiten ........................ 112 6.2.4 Programmierbarkeit des Kennfeldreglers................. 112 6.2.5 Aspekte zur Reproduktionsgenauigkeit der Schaltung.......... 114 6.3. Das Optimierungsprogramm WEIGHTS ...................... 117 6.4. Beispiele zur Kennfeldapproximation . ...................... 118 6.5. Realisierung eines Kennfeldreglers ........................ 119
INHALTSVERZEICHNIS VII 7. Anwendungsbeispiel: Drehzahlkompensation 123 7.1. Problemstellung................................... 123 7.2. Motivation für den Einsatz eines analogen Fuzzy-Reglers............ 124 7.3. Die Regelstrecke.................................. 125 7.4. Entwicklung des Reglers.............................. 127 7.4.1 Vorgabe eines Sollkennfeldes ....................... 127 7.4.2 Konfiguration des Reglers......................... 128 7.4.3 Dynamisches Reglerverhalten....................... 129 7.5. Analoger Fuzzy-Regler zur Drehzahlkompensation von Universalmotoren . . . 131 8. Zusammenfassung und Ausblick 136 Literatur 138
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