基于PXI設備的力學傳感器神經(jīng)網(wǎng)絡逆動態(tài)補償?shù)难芯颗c實現(xiàn).pdf

1、本文針對二維傳感器動態(tài)特性不理想和維間耦合現(xiàn)象嚴重的問題，采用神經(jīng)網(wǎng)絡逆動態(tài)補償方法對其進行了動態(tài)補償和解耦的仿真和實驗研究。本文首先根據(jù)逆系統(tǒng)原理，分析原傳感器系統(tǒng)的可逆性，推導其逆系統(tǒng)的大致表達式（該逆系統(tǒng)即傳感器的動態(tài)補償器），并用靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡加微分器的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了逆系統(tǒng)動態(tài)補償器（稱為神經(jīng)網(wǎng)絡逆動態(tài)補償器），并將其串聯(lián)在原傳感器系統(tǒng)之后，構(gòu)成了一個復合的測量系統(tǒng)。通過仿真和實驗，均證實了這樣構(gòu)成的復合測量系統(tǒng)，既能動態(tài)跟蹤輸入信號

2、，提高傳感器的動態(tài)響應品質(zhì)，又能去除傳感器各維之間的耦合，提高了傳感器的測量精度。 論文的主要工作如下： （1）理論上分析了傳感器的輸入輸出動態(tài)方程，給出了其可逆性條件和逆系統(tǒng)的表達式，并由此設計了由微分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡逆動態(tài)補償器，并給出了該動態(tài)補償器實現(xiàn)的具體步驟。 （2）在理論分析的基礎(chǔ)上，進行了進一步的仿真實驗，用MATLAB/SIMULINK構(gòu)建了二維傳感器的模型。然后用各種激勵信號對其進

3、行作用，得到了其輸入輸出的響應數(shù)據(jù)，并進一步處理成為可以用來訓練靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練樣本集；通過訓練程序，得到了期望的神經(jīng)網(wǎng)絡模塊，并將其與微分器構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡逆動態(tài)補償器。在此基礎(chǔ)上，進行了神經(jīng)網(wǎng)絡逆動態(tài)補償?shù)姆抡鎸嶒?，并對仿真結(jié)果進行了分析和討論。 （3）設計了一個具體的扁環(huán)式二維傳感器，同時基于NI公司的PXI設備構(gòu)建了能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)補償?shù)膶嶒炂脚_，并用LabVIEW和XATLAB編制了相應的動態(tài)補償程序。然后分別對二維力傳感