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【新闻】基于神经元自适应调节的液压伺服系统滑模变结构控制整流桥

发布时间:2020-10-18 19:52:42 阅读: 来源:石英表厂家

武汉水利电力大学学报文章编号1006基于神经元自适应调节的液压伺服系统滑模变结构控制杨勇文炼红谈雯21.长沙电力学院,湖南长沙410077;2武汉水利电力大学电气信息学院。湖北武汉430072摘1要基于滑模特点和神经元的学习特性提出种基于神经元自适应调节的滑模变结构控制策略。并把它应用于液压非线性伺服系统的位置控制。仿真实验结果明。所提出的控制策略可行,对进步改善滑模变结构控制系统的动态特性和鲁棒性,以及削弱滑模控制抖振现象具有明显积极作用。是种有效的控制方法。

液压伺服系统是种典型的非线性系统,它被广泛地应用于现代航空航天电力冶金机器人等工业领域。实际应用中迫切要求它具有响应快速控制精度高抗干扰能力强等特性。

斯生。由于沿动模态对系统内部参数变化和外界摄动具有完全不变性,因而使系统呈现出完全的自适应性,使得它在解决诸如自动调节运动跟踪模型跟踪自适应控制和不确定系统控制等方面取得了很好的效果。它的基本原理是通过改变系统状态空间中的切换面公工,两边的结构,根据定的控制规刖保证系统状态沿滑模1郇运动。泔动模态次型指标最优来保证。但是,在滑模变结构控制中,由于控制作用的频繁切换而存在抖动现象,且控制系统的动态品质与切换函数和控制作用参数的选,有泠。

近来,神经元网络引起了控制界人士广泛的关注1神经元网络理论研宄明,人工神经元网络具有本质的非线性和并行结构;多层神经网络可以逼近任意连续和非连续函数。现代控制研究正在朝养融合凋经元网络技术模糊技术。专家系统控制和其他,制技术;体的智能化控制技求34的方向发展,这反映了智能控制在解决非线。男。讲师。从自动控制面的研宄。Ut+Il性系统控制方面有着美好的发展前景。本文针对计算机控制液压伺服系统结合滑模和神经元网络技术的特点,提出种基于神经元自适应调节的滑模变结构控制方法,研究明,这种变结构控制系统的自适应性好,鲁棒性强,系统响应抖动现象得到有效抑制。且动态性能令人满总。

1站十神经元,适应调节的滑模变结构控制器的设计1.1滑模变结构控制考虑如下线性系统此滑校切换面函数为采用极点配置来确定式⑵中的切换函数矩阵庄滑模切换面的邻域内采部分相变比例控制策略,等效滑模控制取为,和择均为常数。

由于滑模斤关存在,延,而且忽略时问常数生,因而变结构控制存在抖动现象。为避免泔模技制过于频繁切换,可在滑模切换面附近引入薄层区域以改善趋近滑模面条件,从而缓和滑模控制的非连续性因此,经过改善趋近滑模面条件的腽结构,制为,十尤570为趋近率常数。

1.2单神经元自适应调节器的设计滑模变结构控制是建立在系统模型线性化的基础上的,尽管考虑了些非线性因素的影响,但由于实际系统的真实模型很难准确定义,因此,在建立滑模变结构控制之后,可采取引入过程自适应调节机构。由于神经元具有自学习和容错特性,为此木文选择构造1神经元自适应调节机构。

神经元自,应调节器采用单神经元。输量选制输出和神经儿网络调节器输出的差,为改善训程。可对柞本数据进行规范化处埋。为神经元权值,采用在线自适应修正。设性能指标数为对崎的梯度为于是可得,近似⑴符号函数吲来代替,然后付式8进疔规范化整理,得问时根据系统输出与参考输入的值变化,选择为比例调节器参数范围选择应适当,对技制器输出信上逃行动态调节这有利于加快系统响应速度。因此,基于神经元自适应调节的沿模变纳构控制系统的构成2.

2仿真实验结果及讨论1+灸2,输出为控制信号调节量么心,即为神经元增益。

为改善伺服系统初始响应特性,对自适应调节器神经元的初始参数进离线训练。离线训练的柞为了验证所提出的控制方法的有效性,对计算机控制液压何服系统进行;位置柠制仿真。仿真实验结果3和4.

当参考输入分别为30507090且系统负载质量,=106.5时的液压伺服系统纯滑模变结构控制阶跃响应曲线3所不。由阁3可以看出,纯滑模变结构控制响应速度快,控制精度,付系统松型精确投要求较高,对滑模变结构拧制的参数选择依赖性较强,存必要采取措施解决好滑模变结构控制的抖动问题。

在与3相同的实验条件下,4为基于神经元自适应调节的液压伺服系统滑模变结构控制阶跃响应曲线。4明所提出的基于神经元自适应调节的液压伺版系统滑模变结构抟制策略有效地吸收了滑模变结构控制和神经元技术的特点,弥补了滑模变结构控制参数非,优化而致使系统控制效果+理想的不足。系统响应抖动现象以到有效抑制,同时系统的动态性能良好,对参数变化不敏感系统自适应鲁棒性好幺说明作为泔模变结构控制自适应调节器的神经元的自学习自适应信息综合和容错等能力在此得到了有效利用,较好地弥补1滑模变结构控制的主要缺陷,控制结果令人满总。

控制阶跃响应曲线3结论变结构控制策略,针对滑模特性,采取有效措施削弱滑模变结构控制由于在切换平面上控制作用频繁切换而出现的抖振现象。应用于液压伺服系统仿真研,结果明,所提出的控制策略有效利用了神经元的学习特点,加强和改善了滑模变结构控制的性能。控制系统的动态特性和鲁棒性得以明显改善,抖动现象得到有效削弱,且该方法设计简单控制阶跃响应曲线1高为炳。变结构控制1论及设计方法1.北以北科学出版社。1996.

2胡守仁。神经网络应用技术抑。长沙国防科技大学出版社。1995.

3赀顷锐等内能控制方法的文叉综六及其应找4舒迪前等。具有次型性能指标的单神经元自适应,控制器及其应用1.电气自动化,1997,19147.

5杨勇,黄文梅。种新的电液伺服系统神经网络自适应控制。湖南大学学报,1998,2555559.

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