基于RBFNN辨識(shí)的超聲波電機(jī)單神經(jīng)元PID控制研究.pdf

1、超聲波電機(jī)作為一種新型的直驅(qū)微特電機(jī)，其低速大轉(zhuǎn)矩、動(dòng)作響應(yīng)快、斷電自鎖等優(yōu)越特性，使得超聲波電機(jī)在精密控制、短時(shí)非連續(xù)運(yùn)動(dòng)等方面具有良好的應(yīng)用前景。由于目前還沒(méi)有能夠完全表達(dá)超聲波電機(jī)特性的精確模型，其系統(tǒng)內(nèi)在的復(fù)雜非線(xiàn)性和時(shí)變性，給電機(jī)的控制帶來(lái)了極大的困難。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出了一種基于RBFNN辨識(shí)的超聲波電機(jī)單神經(jīng)元PID控制方法，通過(guò)在線(xiàn)辨識(shí)系統(tǒng)的過(guò)程模型，利用單神經(jīng)元的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)PID控制參數(shù)的自適應(yīng)

2、整定。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　1)對(duì)超聲波電機(jī)的基本認(rèn)識(shí)。介紹了超聲波電機(jī)的發(fā)展歷史、特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域，分析了行波超聲波電機(jī)的運(yùn)行原理和超聲波電機(jī)的三種調(diào)速手段和驅(qū)動(dòng)方式。
　　2)設(shè)計(jì)出了基于M測(cè)速的卡爾曼濾波。為了提高測(cè)速精度研究了基于M測(cè)速的卡爾曼濾波測(cè)速算法，并使用MATLAB仿真驗(yàn)證了這種濾波方法的有效性，然后根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)卡爾曼濾波器進(jìn)行了改進(jìn)。
　　3)設(shè)計(jì)了基于RBFNN辨識(shí)的單神經(jīng)元PID控制器

3、。研究了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)原理和學(xué)習(xí)算法，并通過(guò)MATLAB仿真比較了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的辨識(shí)速度更快并且誤差更小。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于RBFNN辨識(shí)的單神經(jīng)元PID控制器，以提高系統(tǒng)的自適應(yīng)性和響應(yīng)速度。
　　4)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)Modbus通信協(xié)議和Q格式編程要求對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)好的軟件在搭建的USM80超聲波電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于RBFNN