發(fā)布時(shí)間：2024-05-21 03:24

　　由于氣動(dòng)伺服系統(tǒng)受非線(xiàn)性因素的影響,傳統(tǒng)PID控制在解決高精度非線(xiàn)性控制問(wèn)題時(shí)效果不理想。一種基于大腦情感學(xué)習(xí)控制器(Brain Emotion Learning Controller,BELC)的氣動(dòng)伺服系統(tǒng)壓力控制方法被提出。首先,對(duì)氣動(dòng)伺服系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。然后,結(jié)合氣動(dòng)系統(tǒng)非線(xiàn)性和BELC控制特性進(jìn)行算法改進(jìn),采用模糊控制對(duì)BELC權(quán)值學(xué)習(xí)率進(jìn)行在線(xiàn)調(diào)節(jié)。最后,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分別對(duì)傳統(tǒng)PID控制、BELC控制及改進(jìn)的模糊BELC控制進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:改進(jìn)后模糊BELC算法有效提高了氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)速度,改善了氣動(dòng)系統(tǒng)控制性能。

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【部分圖文】：

圖1氣動(dòng)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

氣動(dòng)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，整個(gè)控制系統(tǒng)分為五部分，分別為氣源、控制閥、傳感器、執(zhí)行元件以及控制器，如圖1所示。氣源由氣泵，儲(chǔ)氣罐，濾清器，減壓閥組成，控制閥選用三位五通比例流量電磁閥，傳感器為用于檢測(cè)氣缸內(nèi)壓力的氣體壓力傳感器，執(zhí)行元件為無(wú)摩擦氣缸，控制器由數(shù)據(jù)采集板卡和工控機(jī)組成....

圖2BELC模型基本結(jié)構(gòu)

BELC是一個(gè)有監(jiān)督的網(wǎng)絡(luò)算法。該控制器為無(wú)模型控制，且具有快速響應(yīng)和干擾抑制的能力。它模仿大腦中負(fù)責(zé)情感處理部分的杏仁核、眶額皮質(zhì)、丘腦和感官輸入。從根本上講，BELC是一種基于感官輸入和情緒線(xiàn)索的行動(dòng)生成機(jī)制。BELC模型的基本結(jié)構(gòu)，如圖2所示。BELC首先通過(guò)丘腦接收感官輸....

圖3不同學(xué)習(xí)率下的階躍響應(yīng)

3.2權(quán)值學(xué)習(xí)率的模糊控制BELC的權(quán)值學(xué)習(xí)率包括杏仁體權(quán)值學(xué)習(xí)率α和眶額皮質(zhì)權(quán)值學(xué)習(xí)率β。前者決定了杏仁體權(quán)值學(xué)習(xí)過(guò)程的快慢，進(jìn)而影響到系控制效果。而后者則直接影響眶額皮質(zhì)權(quán)值學(xué)習(xí)過(guò)程的快慢，進(jìn)而影響控制器輸出的自身校正。取α和β不同數(shù)值進(jìn)行0.1MPa下的壓力階躍響應(yīng)仿真實(shí)....

圖4基于BELC的氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)圖

基于BELC的氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)圖，如圖4所示。根據(jù)給定壓力值和實(shí)際壓力反饋值獲得壓力誤差，壓力誤差進(jìn)而傳遞到選取的感官輸入信號(hào)函數(shù)和獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)函數(shù)中，同時(shí)，壓力誤差及其變化率經(jīng)模糊控制后，獲得BELC相應(yīng)的權(quán)值學(xué)習(xí)率，用于BELC的學(xué)習(xí)過(guò)程。經(jīng)BELC模型處理后得到的比例閥的控制電....

本文編號(hào)：3979537