遲滯非線性系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制研究.pdf

1、遲滯具有多值映射、記憶性、和非光滑性特征。遲滯非線性系統(tǒng)中固有的遲滯特性，會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，降低系統(tǒng)的控制精度，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。所以，研究遲滯非線性系統(tǒng)的建模與控制問(wèn)題具有理論意義。壓電陶瓷、記憶合金等智能材料構(gòu)成的微執(zhí)行器具有控制精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于微電子制造、航空航天等重要領(lǐng)域。但是這些智能材料本身存在的遲滯特性，系統(tǒng)的性能會(huì)受到遲滯非線性的影響。所以研究遲滯非線性系統(tǒng)的控制同時(shí)具有工程意義。
　　神經(jīng)網(wǎng)

2、絡(luò)能夠高度逼近非線性映射并且適應(yīng)性非常強(qiáng)，所以在非線性系統(tǒng)中，已經(jīng)廣泛運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)建模及控制。為了達(dá)到消除遲滯非線性的目的，構(gòu)造遲滯逆模型是最普遍的方案，把遲滯逆模型和遲滯非線性串聯(lián)在一起，以降低遲滯非線性對(duì)系統(tǒng)的不良作用。在遲滯控制方案中，因?yàn)檫t滯的復(fù)雜性導(dǎo)致很多現(xiàn)有的先進(jìn)控制算法不能對(duì)它理想地控制。內(nèi)?？刂疲?IMC）是一類新型控制方案，它在設(shè)計(jì)控制器時(shí)，必須首先得到過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。由于設(shè)計(jì)起來(lái)較為簡(jiǎn)易，控制性能比較好，同時(shí)在系

3、統(tǒng)分析方面存在很大優(yōu)勢(shì)，所以自提出之日起，內(nèi)?？刂票闶艿娇刂平绲膹V泛關(guān)注。
　　論文的主要工作有：
　　1.針對(duì)遲滯非線性，構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Hammerstein模型結(jié)構(gòu)，通過(guò)把靜態(tài)遲滯子模型與線性動(dòng)態(tài)子模型串聯(lián)來(lái)表述遲滯的非線性特性，并給出了此模型結(jié)構(gòu)的權(quán)值優(yōu)化算法。這類模型具有很好的靈活性。
　　2.為了補(bǔ)償遲滯非線性，構(gòu)建了遲滯的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型。首先構(gòu)造一個(gè)特殊的遲滯逆算子，此逆算子可反映出遲滯逆輸出的變化規(guī)律，通過(guò)

4、擴(kuò)展遲滯逆輸入空間的方法把遲滯逆輸出對(duì)輸入的多值對(duì)應(yīng)關(guān)系變?yōu)閱沃祵?duì)應(yīng)關(guān)系，然后用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近，從而得到遲滯的逆模型。這種方法使遲滯逆模型的在線更新不再困難，逆模型也更容易實(shí)現(xiàn)。
　　3.在對(duì)遲滯系統(tǒng)的控制方案中，引入基于逆模型的前饋-反饋PID控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)?？刂品桨浮１疚牟捎玫倪t滯非線性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)?？刂品桨笜?gòu)建2個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)作為被控對(duì)象模型，另一個(gè)作為IMC控制器。最后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。通過(guò)與前饋-反饋PID控制方案的實(shí)驗(yàn)