基于WNN参数整定的ADRC在火箭炮伺服系统中的应用

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作者 廖华 侯润民 张志豪 《兵工自动化》 北大核心 2024年第4期14-18,53,共6页

针对多管火箭炮交流伺服系统存在变负载、强耦合和不确定性扰动等非线性问题,提出一种优化型小波神经网络自抗扰控制器(WNN-ADRC)。简化电流环节得到被控系统的数学模型,将小波神经网络(waveletneural network,WNN)嵌入自抗扰控制器中... 针对多管火箭炮交流伺服系统存在变负载、强耦合和不确定性扰动等非线性问题,提出一种优化型小波神经网络自抗扰控制器(WNN-ADRC)。简化电流环节得到被控系统的数学模型,将小波神经网络(waveletneural network,WNN)嵌入自抗扰控制器中进行参数整定,利用分层调整学习速率的方法优化小波神经网络的学习算法得到WNN-ADRC,采用WNN-ADRC控制火箭炮伺服系统,实现对非线性特性的精准估计和补偿。数值仿真结果表明:相对于传统的自抗扰控制器,WNN-ADRC能改善伺服系统的静态响应和动态性能,具有响应速度快、控制精度高的优点。 展开更多

关键词 交流伺服系统 小波神经网络 自抗扰控制器

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自适应模糊小波滑模控制在交流伺服系统中的应用 被引量：9

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作者 侯润民 刘荣忠 +2 位作者 侯远龙 高强 杨国来 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期769-775,共7页

针对某武器大功率交流伺服系统的位置跟踪问题,提出了一种基于自适应模糊小波神经网络快速终端滑模控制(AFWN-FTSMC)方法。为使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型,采用自适应模糊小波神经网络控制器(AFWNC)逼近滑模控制中的... 针对某武器大功率交流伺服系统的位置跟踪问题,提出了一种基于自适应模糊小波神经网络快速终端滑模控制(AFWN-FTSMC)方法。为使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型,采用自适应模糊小波神经网络控制器(AFWNC)逼近滑模控制中的等效控制部分,解决了由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确确定等效控制的问题;同时利用自适应PI控制来降低系统的抖动,并采用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该方法可以有效抑制抖振,提高系统的瞬态响应性能和控制精度,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 控制科学与技术 交流伺服系统 自适应模糊小波神经网络控制器 快速终端滑模控制 自适应PI控制

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一种自适应模糊小波神经网络及其在交流伺服控制中的应用 被引量：7

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作者 侯润民 刘荣忠 +2 位作者 高强 王力 邓桐彬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期781-788,共8页

针对某武器大功率交流伺服系统所存在的大变负载、慢时变、强耦合的非线性特性和不确定扰动等问题,提出了模糊小波神经网络(FWNN)间接自适应控制器,该控制器的特点为Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊模型的后件部分由自回归小波神经网络(SRW... 针对某武器大功率交流伺服系统所存在的大变负载、慢时变、强耦合的非线性特性和不确定扰动等问题,提出了模糊小波神经网络(FWNN)间接自适应控制器,该控制器的特点为Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊模型的后件部分由自回归小波神经网络(SRWNN)构成。给出了SRWNN参数的迭代算法,利用SRWNN辨识器为控制器提供实时梯度信息,有效地克服了参数变化和负载扰动等不确定因素的影响,且具有良好的动态特性。采用Lyapunov稳定性理论方法证明了闭环系统的稳定性。仿真研究和样机试验结果证明了所提方案的有效性和正确性。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 大功率交流伺服系统 自回归小波神经网络 模糊小波神经网络间接自适应控制器 模糊小波神经网络

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改进型WNN在火箭灭火车伺服系统中的应用 被引量：1

4

作者 侯润民 方安国 +1 位作者 胡达 侯远龙 《弹箭与制导学报》 北大核心 2019年第1期45-49,共5页

针对远距离火箭灭火车伺服系统中存在强耦合、非线性和参数时变等不确定性,文中提出了一种基于Levenberg-Marquardt算法的小波神经网络(wavelet neural neural,WNN)控制方法。由于Levenberg-Marquardt算法具有避免局部极小所带来的系统... 针对远距离火箭灭火车伺服系统中存在强耦合、非线性和参数时变等不确定性,文中提出了一种基于Levenberg-Marquardt算法的小波神经网络(wavelet neural neural,WNN)控制方法。由于Levenberg-Marquardt算法具有避免局部极小所带来的系统不稳定、收敛速度快等优点,使用Levenberg-Marquardt算法优化小波神经网络的各连接权值和各阈值从而提高控制精度。仿真结果和靶场试验表明,在参数摄动和负载扰动的情况下,该种控制策略与传统的WNN控制策略相比较有更好的控制精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 交流伺服系统 小波神经网络 LEVENBERG-MARQUARDT算法

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基于分数阶神经滑模的某顶置火炮调炮控制 被引量：15

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作者 高强 侯润民 +2 位作者 杨国来 毛斌 侯远龙 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1311-1317,共7页

针对某顶置火炮高低向调炮控制系统存在的强非线性特征,提出了一种分数阶神经网络滑模控制(FNSMC)策略。引入分数阶微积分(FOC),设计了分数阶PID型滑模面,获得了用于火炮控制的具有分数阶动力学特征的等效控制量。采用饱和函数作为切换... 针对某顶置火炮高低向调炮控制系统存在的强非线性特征,提出了一种分数阶神经网络滑模控制(FNSMC)策略。引入分数阶微积分(FOC),设计了分数阶PID型滑模面,获得了用于火炮控制的具有分数阶动力学特征的等效控制量。采用饱和函数作为切换函数,基于RBF神经网络对其切换增益进行在线动态调节,以获得动态最优性能。通过数值仿真分析比较了引入FOC后滑模控制系统的动静态特性,结果表明:分数阶滑模控制(FSMC)系统能够更为快速平滑的趋近稳态,这将有效抑制抖振现象,减小控制系统响应时间。半实物仿真试验结果表明:所提出的FNSMC策略明显优于传统整数阶神经网络滑模控制(CNSMC),具有更强的鲁棒性及更高的控制精度,可以很好实现预期的快速、平稳和高精度调炮。 展开更多

关键词 自动控制技术 炮控系统 滑模控制 分数阶微积分 RBF神经网络

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光电跟踪平台脱靶量滞后补偿方法 被引量：5

6

作者 吕明明 侯润民 +1 位作者 柯于峰 侯远龙 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期141-147,共7页

针对光电跟踪平台在跟踪目标时存在脱靶量滞后的问题,设计了一种基于非线性跟踪微分器和机动目标“当前”统计模型的滞后补偿方法。根据光电跟踪平台中目标脱靶量的产生机理,将脱靶量滞后等效为纯延迟环节和采样保持环节的串联,利用非... 针对光电跟踪平台在跟踪目标时存在脱靶量滞后的问题,设计了一种基于非线性跟踪微分器和机动目标“当前”统计模型的滞后补偿方法。根据光电跟踪平台中目标脱靶量的产生机理,将脱靶量滞后等效为纯延迟环节和采样保持环节的串联,利用非线性跟踪微分器得到滞后脱靶量的跟踪信号及其微分信号。在此基础上,采取直接预测补偿法处理延迟环节,从而估计出不含延迟的脱靶量信号,并利用滞后脱靶量和跟踪信号的间距自适应调整非线性跟踪微分器的参数。根据机动目标的“当前”统计模型建立离散状态方程,采用修正的瑞利分布描述目标加速度的“当前”概率密度,从而估计在采样保持阶段的目标脱靶量,实现对采样保持环节的补偿。实验结果表明:所提方法将单位阶跃响应的超调量由基于自适应最小均方差补偿方法及基于卡尔曼滤波补偿方法的19.4%和13.7%降低至2.5%;所提方法能有效补偿延迟环节和采样保持环节,提高光电跟踪平台的目标跟踪精度。 展开更多

关键词 光电跟踪平台 脱靶量滞后 非线性跟踪微分器 直接预测补偿 “当前”统计模型

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某新型车载多管负载行进间稳定控制方法

7

作者 高强 侯远龙 +4 位作者 吕明明 毛斌 侯润民 羊书毅 吴斌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期736-747,共12页

针对某新型车载多管负载存在内外扰动影响、行进间不易稳定的难点,设计一种扰动速度神经网络自适应补偿的稳定控制器。优化设计负载结构使耳轴两端的载荷基本平衡,减小控制过程中由于克服不平衡力矩所产生的能量消耗,以及非线性力矩干... 针对某新型车载多管负载存在内外扰动影响、行进间不易稳定的难点,设计一种扰动速度神经网络自适应补偿的稳定控制器。优化设计负载结构使耳轴两端的载荷基本平衡,减小控制过程中由于克服不平衡力矩所产生的能量消耗,以及非线性力矩干扰。稳定控制器采用PI控制计算主控制量;由扰动速度、扰动加速度作为输入构成单神经元控制器计算补偿控制量;利用扩张状态观测器观测载体行进间负载所受到的扰动速度,利用混合微分器得到扰动加速度;由扰动速度、扰动加速度构成单神经元控制器计算补偿控制量;利用RBF神经网络提供梯度信息,对速度补偿系数和加速度补偿系数进行在线学习。数值仿真及台架试验结果表明,所设计稳定控制器具有较强的自学习和自适能力,对不同频率、幅值的扰动均具有鲁棒性,参数学习时间小于3.7 s,积分位置误差均方差小于0.33 mil,由此验证了所提出控制策略对于提高某新型车载多管负载稳定控制精度的可行性和有效性。 展开更多

关键词 车载多管负载 分数阶PID控制 扩张状态观测器 混合微分器 RBF神经网络

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机载光电跟踪系统的自抗扰与快速非奇异终端滑模组合控制方法 被引量：7

8

作者 高雨轩 侯远龙 +1 位作者 高强 侯润民 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1071-1085,共15页

机载目标跟踪系统由于受到外部干扰、内部参数摄动和未建模动态等扰动的影响,使跟踪控制分系统设计面临巨大的挑战。以两轴四框架的光电稳定平台为对象研究抗扰动控制方法,针对自抗扰控制的扰动补偿一般留有扰动残差和滑模控制会引入较... 机载目标跟踪系统由于受到外部干扰、内部参数摄动和未建模动态等扰动的影响,使跟踪控制分系统设计面临巨大的挑战。以两轴四框架的光电稳定平台为对象研究抗扰动控制方法,针对自抗扰控制的扰动补偿一般留有扰动残差和滑模控制会引入较大抖振的问题,设计一种自抗扰与快速非奇异终端滑模组合控制的方法。利用线性扩张状态观测器来估计总扰动量并在控制端进行补偿,从而允许设计滑模控制的控制率时采用较小的滑模切换增益,并通过设计快速非奇异终端滑模面得到控制率,加快系统收敛的同时避免非奇异现象。数值仿真结果表明,该组合控制方法在外部扰动和模型不确定性的影响下,可以实现快速收敛与高跟踪精度的同时引入较小的抖振,并且实现了机载目标跟踪系统需求的快速响应性能,验证了这个组合控制方法的有效性。 展开更多

关键词 两轴四框架 光电跟踪系统 自抗扰控制 滑模控制 组合控制 线性扩张状态观测器

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侦察车云台伺服系统的改进自抗扰控制 被引量：2

9

作者 胡近朱 高强 +2 位作者 侯润民 时尚 陶征勇 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第1期65-69,共5页

某型号侦察车云台伺服系统是复杂的非线性时变系统。为了提高观瞄设备在侦察车作业时的稳定性,克服伺服系统自身存在的非线性问题,将自抗扰控制(ADRC)融入到控制系统中。针对ADRC参数庞杂、整定繁琐的问题,采用改进的自适应遗传算法对A... 某型号侦察车云台伺服系统是复杂的非线性时变系统。为了提高观瞄设备在侦察车作业时的稳定性,克服伺服系统自身存在的非线性问题,将自抗扰控制(ADRC)融入到控制系统中。针对ADRC参数庞杂、整定繁琐的问题,采用改进的自适应遗传算法对ADRC中的重要参数进行在线整定。仿真结果表明:该方法可明显提高车载云台伺服系统的观瞄精度和控制性能,并具有一定的抗干扰能力。 展开更多

关键词 车载云台 伺服系统 自适应遗传算法 自抗扰控制

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基于混沌搜索的AMPSO-WNN在交流伺服系统中的应用 被引量：1

10

作者 李俊杰 侯远龙 +1 位作者 侯润民 李佳恬 《兵工自动化》 2020年第3期61-65,86,共6页

为解决大功率交流伺服系统存在非线性和参数时变等不确定性的问题,提出一种混沌搜索的自适应变异粒子群优化小波神经网络的预测模型。建立交流伺服电机数学模型,利用不同变异方法使粒子趋近于不同的搜索区域,引入混沌优化算法改进粒子群... 为解决大功率交流伺服系统存在非线性和参数时变等不确定性的问题,提出一种混沌搜索的自适应变异粒子群优化小波神经网络的预测模型。建立交流伺服电机数学模型,利用不同变异方法使粒子趋近于不同的搜索区域,引入混沌优化算法改进粒子群,采用基于混沌搜索的AMPSO-WNN算法,以提高全局收敛的概率和速度。仿真结果表明:优化后模型的预测精度高于优化前,且改进后算法具有较强的函数逼近能力,网络性能得到了显著提高,局部极小值问题得到了有效解决。 展开更多

关键词 小波神经网络 自适应变异粒子群算法 交流伺服控制 系统辨识 混沌搜索

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基于SRWNN-ADRC的交流伺服系统定位控制

11

作者 李佳恬 高强 +2 位作者 侯润民 侯远龙 李俊杰 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第1期98-102,111,共6页

针对高炮位置交流伺服系统控制存在的外界扰动以及非线性特性等问题,提出了一种自回归小波神经网络改进型单神经元自抗扰控制器(SRWNN-ADRC)。单神经元自适应控制器(SNAC)将非线性误差反馈控制律中的非线性增益作为其权值系数,利用SRWN... 针对高炮位置交流伺服系统控制存在的外界扰动以及非线性特性等问题,提出了一种自回归小波神经网络改进型单神经元自抗扰控制器(SRWNN-ADRC)。单神经元自适应控制器(SNAC)将非线性误差反馈控制律中的非线性增益作为其权值系数,利用SRWNN作为辨识器,在线辨识被控对象的梯度信息并将其提供给SNAC。通过SNAC的自学习功能实现ADRC中参数的在线调节。仿真结果证明,此控制策略使系统具有较好的稳态性能,抗干扰能力强,且动态品质也得到了优化。 展开更多

关键词 自回归小波神经网络 交流伺服控制 自抗扰控制 在线整定

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