一种基于神经网络和抗死区函数的磁控形状记忆合金执行器模型预测控制方法

    公开(公告)号:CN118605154A

    公开(公告)日:2024-09-06

    申请号:CN202410644605.8

    申请日:2024-05-23

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于神经网络和抗死区函数的磁控形状记忆合金执行器模型预测控制方法。本发明步骤1:提出以广义play算子作为外生输入变量的NARMAX模型,用于描述磁控形状记忆合金执行器的输入输出特性。步骤2:利用门递归神经网络(GRNN)逼近NARMAX模型中的未知函数f,得到高精度的基于GRNN的NARMAX的迟滞模型。步骤3:基于构建的神经网络迟滞模型,对系统未来时刻的输出进行预测,从而构建损失函数。并在损失函数中引入设计的抗死区函数。步骤4:最小化构建的损失函数,得到相应的最优控制序列。根据滚动优化原则,将最优控制序列的第一个控制信号应用于系统,实现磁控形状记忆合金执行器的高精度期望轨迹跟踪控制,促进了其实际工程应用。

    基于子空间辨识的压电直线电机建模方法

    公开(公告)号:CN115616916B

    公开(公告)日:2024-09-06

    申请号:CN202211388896.6

    申请日:2022-11-08

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明提供了一种基于子空间辨识的行走式压电直线电机的建模方法,该方法改进了传统子空间辨识算法在闭环条件下的有偏性以及无法在线更新的缺点。本发明考虑实际测量过程中存在的噪声以及工作环境中的噪声,将行走式压电直线电机抽象为变量含误差模型。该系统模型根据输入数据和输出数据构造的Hankel矩阵并对输出方程进行递推获得系统广义输入输出方程,通过引入与输出输入数据有关的辅助变量消除噪声干扰,进一步得到系统状态空间矩阵估计。由于辅助变量的特殊形式,利用递推RQ算法实现在线辨识,并通过引入与系统矩阵特征值相关的遗忘因子提高辨识精度。解决了行走式压电直线电机由于复杂的机械结构以及存在噪声的实际工况引发的建模困难问题。

    一种考虑输入迟滞的压电微定位平台的自适应模糊输出反馈控制方法

    公开(公告)号:CN116540532A

    公开(公告)日:2023-08-04

    申请号:CN202310362064.5

    申请日:2023-04-07

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑输入迟滞的压电微定位平台的自适应模糊输出反馈控制方法,步骤包括:1)建立具有迟滞非线性的压电微定位平台模型;2)基于模糊逻辑系统构造新型非线性扩张状态观测器以观测系统不可测状态、迟滞非线性和外部扰动;3)基于命令滤波动态面技术设计命令滤波补偿信号、虚拟控制律和自适应律;4)基于步骤1)‑3)和李雅普诺夫稳定性理论,设计压电微定位平台的自适应模糊输出反馈控制器。本发明所述控制方法利用新型非线性扩张状态观测器同时估计系统不可测状态和包括迟滞及外部扰动在内的系统广义扰动,解决了解析迟滞逆模型难以构造的问题,有效消除了输入迟滞的影响,实现了压电微定位平台的高精度跟踪控制。

    一种压电驱动主被动一体化隔振系统的输出反馈滑模预测控制方法

    公开(公告)号:CN119126552A

    公开(公告)日:2024-12-13

    申请号:CN202411036871.9

    申请日:2024-07-31

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种压电驱动主被动一体化隔振系统的输出反馈滑模预测控制方法。本发明的目的是解决隔振系统控制中忽略的致动器输入输出特性、系统状态不可测、和不匹配扰动影响振动抑制性能的问题,并在控制算法中考虑优化和输入约束。本发明的方法考虑到主被动一体化隔振系统中忽略的执行器输入输出特性、系统不可测状态、以及未考虑的不匹配扰动会限制滑模预测控制算法的振动抑制效果,设计了基于控制导向模型的输出反馈滑模预测控制算法,以实现对振动信号的抑制。本发明提升了振动抑制的性能并推动了其实际工程应用。

    压电直线电机基于扩张状态观测器的迭代超螺旋滑模控制方法

    公开(公告)号:CN118889892A

    公开(公告)日:2024-11-01

    申请号:CN202410908791.1

    申请日:2024-07-08

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种压电直线电机基于扩张状态观测器的迭代超螺旋滑模控制方法,属于微纳控制技术领域。本发明的目的是减弱压电直线电机实际工况中存在未建模动态、内外部扰动以及周期性误差的问题,减小传统滑模控制过程中存在的抖振问题并加速趋近于滑模面的速度。本发明为压电直线电机建立模型;通过切换扩张状态观测器补偿未建模动态和内外部扰动;通过迭代学习控制器减小周期性误差;通过改进超螺旋滑模控制器减小抖振并加快趋近滑模面的速度,实现对压电直线电机的高精度跟踪定位控制。本发明更适合实际应用,对于推动高精密驱动领域发展具有重要的研究意义。

    一种高精度的多自由度压电主动隔振平台

    公开(公告)号:CN118309881A

    公开(公告)日:2024-07-09

    申请号:CN202410424184.8

    申请日:2024-04-10

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明提出了一种高精度的多自由度压电主动隔振平台,属于压电平台领域,该平台,包括底座、隔振机构、锁止机构、冷却机构和挤压机构,隔振机构设置在底座上,用于减缓震动,所述隔振机构上设置有用于锁定测量仪的锁止机构;所述隔振机构的内部设置有冷却机构,所述冷却机构用于对隔振机构进行冷却;所述隔振机构的下方设置有挤压机构,所述挤压机构随着隔振机构的运动进行展开和收纳,当所述隔振机构工作时使得挤压机构挤压冷却机构对隔振机构冷却。通过设置的隔振机构在减缓测量仪冲击时,能配合压电材料产生电能,通过设置的冷却机构能够对隔振机构进行冷却,隔振机构在长时间的上下移动时会产生热量,需要通过冷却机构对隔振机构进行降温。

    一种考虑非对称率相关迟滞输入的压电微定位平台有限时间自适应模糊动态面控制方法

    公开(公告)号:CN116360270A

    公开(公告)日:2023-06-30

    申请号:CN202310408098.3

    申请日:2023-04-17

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑非对称率相关迟滞输入的压电微定位平台有限时间自适应模糊动态面控制方法,本发明的目的是解决目前控制方法存在的状态变量难以获取、控制器暂态性能差且非对称率相关迟滞特性难以处理的问题。步骤为:步骤1:建立压电微定位平台的数学模型;步骤2:利用迟滞补偿器消除非对称率相关迟滞,构造模糊状态观测器以估计难以测量的系统状态;步骤3:基于一阶跟踪微分器和动态面技术设计自适应更新律、跟踪微分补偿机制以及虚拟控制律;对模糊逻辑系统更新;步骤4:利用有限时间自适应模糊动态面控制器,结合李雅普诺夫稳定性理论和有限时间收敛性准则,选取合适的设计参数,保证闭环系统在有限时间内稳定。

    基于子空间辨识的压电直线电机建模方法

    公开(公告)号:CN115616916A

    公开(公告)日:2023-01-17

    申请号:CN202211388896.6

    申请日:2022-11-08

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明提供了一种基于子空间辨识的行走式压电直线电机的建模方法,该方法改进了传统子空间辨识算法在闭环条件下的有偏性以及无法在线更新的缺点。本发明考虑实际测量过程中存在的噪声以及工作环境中的噪声,将行走式压电直线电机抽象为变量含误差模型。该系统模型根据输入数据和输出数据构造的Hankel矩阵并对输出方程进行递推获得系统广义输入输出方程,通过引入与输出输入数据有关的辅助变量消除噪声干扰,进一步得到系统状态空间矩阵估计。由于辅助变量的特殊形式,利用递推RQ算法实现在线辨识,并通过引入与系统矩阵特征值相关的遗忘因子提高辨识精度。解决了行走式压电直线电机由于复杂的机械结构以及存在噪声的实际工况引发的建模困难问题。

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