基于PXI設(shè)備的力學(xué)傳感器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)难芯颗c實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文針對二維傳感器動(dòng)態(tài)特性不理想和維間耦合現(xiàn)象嚴(yán)重的問題，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方法對其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和解耦的仿真和實(shí)驗(yàn)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(dǎo)其逆系統(tǒng)的大致表達(dá)式（該逆系統(tǒng)即傳感器的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器），并用靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加微分器的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了逆系統(tǒng)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器（稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器），并將其串聯(lián)在原傳感器系統(tǒng)之后，構(gòu)成了一個(gè)復(fù)合的測量系統(tǒng)。通過仿真和實(shí)驗(yàn)，均證實(shí)了這樣構(gòu)成的復(fù)合測量系統(tǒng)，既能動(dòng)態(tài)跟蹤輸入信號

2、，提高傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)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(dòng)態(tài)方程，給出了其可逆性條件和逆系統(tǒng)的表達(dá)式，并由此設(shè)計(jì)了由微分器和靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器，并給出了該動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)的具體步驟。 （2）在理論分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了進(jìn)一步的仿真實(shí)驗(yàn)，用MATLAB/SIMULINK構(gòu)建了二維傳感器的模型。然后用各種激勵(lì)信號對其進(jìn)

3、行作用，得到了其輸入輸出的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步處理成為可以用來訓(xùn)練靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本集；通過訓(xùn)練程序，得到了期望的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，并將其與微分器構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆抡鎸?shí)驗(yàn)，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。 （3）設(shè)計(jì)了一個(gè)具體的扁環(huán)式二維傳感器，同時(shí)基于NI公司的PXI設(shè)備構(gòu)建了能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膶?shí)驗(yàn)平臺，并用LabVIEW和XATLAB編制了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償程序。然后分別對二維力傳感