【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及浮点除法器、神经网络、磁悬浮储能控制，尤其涉及一种应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法及相关设备。
技术介绍
1、飞轮储能系统主要包括飞轮本体设计、电机设计以及控制、磁轴承本体设计及其控制三大部分。磁轴承本体模型随着飞轮转子转速上升呈现强时变、强耦合的特点，为磁轴承控制的自动化、智能化、自适应带来了重大挑战。采用神经网络的算法预测成为解决磁轴承控制的问题的方法之一。将传感器测量的数据以及其他参数输入神经网络算法，以对飞轮的位置进行预测，根据预测的结果对飞轮进行调整，以使飞轮可以维持在中心位置。在神经网络算法的权重训练调整到最佳时，整个网络的预测效果最好。而在神经网络算法的权重训练时，权重的值需要的是高精度、宽范围、周期短的浮点数除法运算。
2、硬件浮点数除法器需要处理符号位、尾数位和阶码位。对于fpga（fieldprogrammable gate array）来说，处理符号位和阶码位较为容易，关键是尾数位的除法较为复杂。目前尾数位的除法的实现方法主要包括以下三种：（1）根据除法的本质是移位相减的原理以及浮点数规格化的要求实现除法，占用资源少，但是存在计算周期长、效率低的问题；（2）根据辗转相除法，使用和10进制除法相同的方法，一位一位的除，除到最后得到结果，该方法存在计算周期性长、计算精度低的问题；（3）使用浮点数转化为定点数之后进行除法，然后再转换回浮点数，存在计算周期过长、计算精度较低的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有技术的在神经
2、第一方面，提供了一种应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，所述方法包括：
3、在应用于磁轴承控制的预测模型的训练过程中，将用于计算所述预测模型的权重值的目标被除数及目标除数，作为除法器的输入，其中，所述目标被除数及所述目标除数均为单精度浮点数；
4、若所述目标除数不为0，则对所述目标被除数进行分离，得到第一符号位、第一阶码位和第一尾数位，并对所述目标除数进行分离，得到第二符号位、第二阶码位和第二尾数位；
5、根据所述第一符号位和所述第二符号位进行基于异或的计算，得到所述除法器的目标符号位；
6、采用迭代法，对所述第一尾数位和所述第二尾数位进行基于除法的计算，得到所述除法器的目标尾数位，且根据所述第一阶码位和所述第二阶码位进行基于相减的计算，得到所述除法器的目标阶码位；
7、对所述目标符号位、所述目标阶码位和所述目标尾数位进行合并计算和基于浮点数表达式的规格化处理，得到所述除法器的目标商；
8、根据所述目标商，更新所述预测模型的权重值。
9、第二方面，提供了一种应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理装置，所述装置包括：
10、数据获取模块，用于在应用于磁轴承控制的预测模型的训练过程中，将用于计算所述预测模型的权重值的目标被除数及目标除数，作为除法器的输入，其中，所述目标被除数及所述目标除数均为单精度浮点数；
11、预处理模块，用于若所述目标除数不为0，则对所述目标被除数进行分离，得到第一符号位、第一阶码位和第一尾数位，并对所述目标除数进行分离，得到第二符号位、第二阶码位和第二尾数位；
12、符号位处理模块，用于根据所述第一符号位和所述第二符号位进行基于异或的计算，得到所述除法器的目标符号位；
13、阶码位和尾数位处理模块，用于采用迭代法，对所述第一尾数位和所述第二尾数位进行基于除法的计算，得到所述除法器的目标尾数位，且根据所述第一阶码位和所述第二阶码位进行基于相减的计算，得到所述除法器的目标阶码位；
14、合并和规格化模块，用于对所述目标符号位、所述目标阶码位和所述目标尾数位进行合并计算和基于浮点数表达式的规格化处理，得到所述除法器的目标商；
15、模型更新模块，用于根据所述目标商，更新所述预测模型的权重值。
16、第三方面，提供了一种磁悬浮储能控制系统，所述系统包括：磁轴承控制器，所述磁轴承控制器基于预测模型进行飞轮位置的预测，其中，在所述预测模型的训练过程中，实现第一方面任一项所述应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法的步骤。
17、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法的步骤。
18、本申请的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，通过在应用于磁轴承控制的预测模型的训练过程中，将用于计算所述预测模型的权重值的目标被除数及目标除数，作为除法器的输入，其中，所述目标被除数及所述目标除数均为单精度浮点数，若所述目标除数不为0，则对所述目标被除数进行分离，得到第一符号位、第一阶码位和第一尾数位，并对所述目标除数进行分离，得到第二符号位、第二阶码位和第二尾数位，根据所述第一符号位和所述第二符号位进行基于异或的计算，得到所述除法器的目标符号位，采用迭代法，对所述第一尾数位和所述第二尾数位进行基于除法的计算，得到所述除法器的目标尾数位，且根据所述第一阶码位和所述第二阶码位进行基于相减的计算，得到所述除法器的目标阶码位，对所述目标符号位、所述目标阶码位和所述目标尾数位进行合并计算和基于浮点数表达式的规格化处理，得到所述除法器的目标商，根据所述目标商，更新所述预测模型的权重值。从而实现了流水线的方式同时对尾数位、阶码位、符号位进行计算，缩短了计算周期，而且采用迭代法实现尾数位的除法，增加了计算精度。
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1.一种应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述采用迭代法，对所述第一尾数位和所述第二尾数位进行基于除法的计算，得到所述除法器的目标尾数位，且根据所述第一阶码位和所述第二阶码位进行基于相减的计算，得到所述除法器的目标阶码位的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述采用迭代法，对所述第一尾数位和所述第二尾数位进行基于除法的计算，得到待处理尾数位的步骤，包括：
4.根据权利要求2所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述除法器采用状态机实现，所述状态机包括：
5.根据权利要求4所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述第零状态，还用于根据所述第一符号位和所述第二符号位进行基于异或的计算，得到所述除法器的所述目标符号位，将所述目标符号位存储在寄存器中；
6.根据权利要求4所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，
7.根据权利要求4所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述第二尾数位确定迭代初始值的步骤，包括：
8.一种应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种磁悬浮储能控制系统，其特征在于，所述系统包括：磁轴承控制器，所述磁轴承控制器基于预测模型进行飞轮位置的预测，其中，在所述预测模型的训练过程中，实现如权利要求1至7任一项所述应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述采用迭代法，对所述第一尾数位和所述第二尾数位进行基于除法的计算，得到所述除法器的目标尾数位，且根据所述第一阶码位和所述第二阶码位进行基于相减的计算，得到所述除法器的目标阶码位的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述采用迭代法，对所述第一尾数位和所述第二尾数位进行基于除法的计算，得到待处理尾数位的步骤，包括：
4.根据权利要求2所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述除法器采用状态机实现，所述状态机包括：
5.根据权利要求4所述的应用于磁轴承控制的预测模型的数据处理方法，其特征在于，所述第零状态，还用于根据所述第一符号位和所述第二符号位进行基于异或的计算，得到所述除法器的所述目标符号位...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡劲涛，王兵兵，胡浩峰，刘东，贺智威，
申请(专利权)人：坎德拉深圳新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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