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FPGA的模糊控制交通灯控制方案设计

资料介绍
FPGA的模糊控制交通灯控制方案设计

FPGA的模糊控制交通灯控制方案设计
1 概述

为了解决城市交通拥挤的问题,需要从供求两个方面来采取措施:一是加强城市道路的
基础建设,二是要充分利用、提高现有路网的利用效率。目前,国内的城市交通灯大多
数都是采用固定的绿信比(一个信号相位的有效绿灯时长与周期时长之比),不能满足交
叉路口车辆的时变性要求。

模糊控制技术作为智能控制的重要分支之一,它的最大特点是针对各类具有非线性、强
耦合、不确定性、时变的多变量复杂系统,在各个控制领域中得到广泛的应用,并取得
良好的控制效果。在城市道路中存在大量的平面交叉路口,交叉路口一般可以分成十字
形、X形、T行、Y行和多路交叉形,本文以十字形交叉路口作为研究对象。

在平面交叉路口上某一支或者几支交通流所获得的通行权称为信号权,简称相位。一个
周期内有几个信号相位,则称该信号系统为几相位系统。本文以双向6车道4相位系统为
例。第1相位东两方向交通流直行,第2相位东西方向交通流左转,第3相位南北方向交通
流直行,第4相位南北方向交通流左转,所有右转方向交通流不予控制。其交通运行图如
图1所示。
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2 模糊控制器的设计

模糊控制器通常包括模糊化接口、数据库、规则库、模糊推理机和解模糊接口5部分
,如图2所示。
[pic]


2.1 隶属度函数

为了完成输入的模糊化,必须知道输入精确值对模糊化的隶属度函数,如取7个,即PL(
正大)、PM(正中)、PS(正小)、ZE(零)、NS(负小)、NM(负中)、NL(负大)。在精度要求比
较高的情况下可以采用正态分布,一般情况下可取三角形或者梯形,本文采用三角形的
隶属度函数。

在红灯期间,取线圈感应取为100 m,车身及车距平均距离取5
m,将测得的车辆排队长度P看作模糊变量。其论域为:
P={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21……
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