基于不对称指数函数迟滞算子的压电陶瓷执行器动态Preisach迟滞模型 被引量：6

1

作者 李黎 刘向东 +1 位作者 侯朝桢 赖志林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1468-1472,1488,共6页

提出一种不对称指数函数迟滞算子,其形状参数为输入电压变化率的函数,因此算子的形状实时变化且不具有对称性。在此基础上构造动态Preisach模型,并利用神经网络完成其辨识。实验结果表明,该动态迟滞模型能够精确地描述压电陶瓷执行器的... 提出一种不对称指数函数迟滞算子,其形状参数为输入电压变化率的函数,因此算子的形状实时变化且不具有对称性。在此基础上构造动态Preisach模型,并利用神经网络完成其辨识。实验结果表明,该动态迟滞模型能够精确地描述压电陶瓷执行器的动态迟滞现象。在多种频率的电压信号激励下,与双S函数迟滞模型相比,该动态迟滞模型预测位移的均方误差(MSE)减小了0.20以上,最大绝对值误差减小了0.84μm以上。 展开更多

关键词 PREISACH模型 不对称指数函数迟滞算子 动态迟滞特性 压电陶瓷执行器

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基于迟滞算子的非平滑三明治系统自适应控制 被引量：5

2

作者 赵新龙 谭永红 董建萍 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1121-1127,共7页

针对一类具有非平滑的迟滞三明治系统,提出一种基于神经网络的自适应控制方法.首先利用神经网络做出了前端动态模块的逆系统实现前端动态模块的近似补偿,这样将迟滞三明治系统转化成一般的迟滞非线性系统.然后提出一个迟滞算子将迟滞的... 针对一类具有非平滑的迟滞三明治系统,提出一种基于神经网络的自适应控制方法.首先利用神经网络做出了前端动态模块的逆系统实现前端动态模块的近似补偿,这样将迟滞三明治系统转化成一般的迟滞非线性系统.然后提出一个迟滞算子将迟滞的多映射转化成一一映射,基于这个迟滞算子设计了神经网络自适应控制器,通过Lyapunov方法证明了系统的稳定性并推导出神经网络的权值自适应调整律和控制律.最后通过仿真验证了该方案的有效性. 展开更多

关键词 迟滞 三明治系统 迟滞算子 神经网络 白适应控制

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采用非对称迟滞算子的工业机器人柔性关节迟滞特性建模 被引量：4

3

作者 党选举 贺思颖 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2412-2420,共9页

针对工业机器人柔性关节所具有的多值对应及非对称特点的复杂迟滞特性对其控制精度产生不利影响的问题,在PI(Prandtl-Ishlinskii)模型框架下,提出一种针对非对称、强非线性复杂迟滞特性的神经网络建模方法。在PI模型的对称Play算子的结... 针对工业机器人柔性关节所具有的多值对应及非对称特点的复杂迟滞特性对其控制精度产生不利影响的问题,在PI(Prandtl-Ishlinskii)模型框架下,提出一种针对非对称、强非线性复杂迟滞特性的神经网络建模方法。在PI模型的对称Play算子的结构基础上,将Play算子中的线性部分用非线性函数替代:将两个变化后的Sigmoid函数组合,构造一个与迟滞曲线轮廓接近的新函数,作为一个非对称非线性的迟滞算子,以此为激励函数,在PI模型框架下,构建神经网络迟滞模型,对柔性关节表现出的复杂迟滞特性进行建模。在柔性关节不同输入条件下获得的实验数据,对模型进行验证,结果表明最大预测误差能控制在1°以内,相较于PI模型,最大误差减小为其五分之一,均方根误差减小为其五分之一。所建立的神经网络迟滞模型具有较好的泛化能力,建模精度有较大提升。 展开更多

关键词 柔性关节 复杂迟滞特性 神经网络迟滞模型 PI模型 非对称迟滞算子

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基于iTransformer模型的工业机器人关节迟滞建模研究

4

作者 党选举 沈远桂 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第4期177-182,共6页

针对工业机器人的柔性关节表现的复杂迟滞特性问题,提出了一种基于改进的iTransformer(inverted transformer)模型的非线性迟滞建模方法,用于描述柔性关节的输出力矩与扭转角之间的复杂迟滞特性。采用具有输入反转嵌入层的iTransformer... 针对工业机器人的柔性关节表现的复杂迟滞特性问题,提出了一种基于改进的iTransformer(inverted transformer)模型的非线性迟滞建模方法,用于描述柔性关节的输出力矩与扭转角之间的复杂迟滞特性。采用具有输入反转嵌入层的iTransformer模型,体现时间前后信号关联性,其自注意力机制,描述了迟滞的记忆特性。为了提高迟滞模型的精度,从结构及输入前端信息两个方面对iTransformer模型进行改进:在结构上,将LSTM网络与iTransformer模型并联,以增强迟滞模型的动态特性;在输入端,设计了一个自相关模块。将输入扭转角向量进行哈达玛积运算,构成新输入向量,并与所设计类迟滞算子结合,设计一个iTransformer模型前端的自相关模块,充分体现了输入信号的关联性。与iTransformer、LSTM及PI迟滞模型相比较,实验结果表明,所提出迟滞模型,对工业机器人的复杂迟滞特性的描述,具有更高的精度和泛化能力。 展开更多

关键词 柔性关节 复杂迟滞特性 iTransformer模型 类迟滞算子 自相关模块

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压电倾斜镜迟滞非线性建模及逆补偿控制 被引量：7

5

作者 刘鑫 李新阳 杜睿 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期17-23,共7页

自适应光学系统中的压电倾斜镜通常是用来实时校正大气湍流引起的波前畸变,但压电倾斜镜的响应都有较大的非线性迟滞效应,大大降低了倾斜镜的到位精度,并且影响系统稳定性,制约了倾斜校正系统的带宽,因此需要对迟滞现象进行建模,通过建... 自适应光学系统中的压电倾斜镜通常是用来实时校正大气湍流引起的波前畸变,但压电倾斜镜的响应都有较大的非线性迟滞效应,大大降低了倾斜镜的到位精度,并且影响系统稳定性,制约了倾斜校正系统的带宽,因此需要对迟滞现象进行建模,通过建立的模型进行补偿。本文通过引入迟滞算子,使用贝叶斯正则化训练算法训练BP神经网络来构建压电倾斜镜迟滞模型,以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电倾斜镜为对象开展了实验研究。最后的实验结果表明,通过BP神经网络构建的压电倾斜镜迟滞模型具有较准确的辨识能力,其中,X方向的迟滞大小由6.5%降低到了1.3%,Y方向的迟滞大小由7.1%降低到了1.6%。 展开更多

关键词 自适应光学 压电倾斜镜 迟滞效应 神经网络 迟滞算子

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压电陶瓷驱动器迟滞非线性建模及逆补偿控制 被引量：6

6

作者 刘鑫 李新阳 杜睿 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期23-30,共8页

自适应光学系统中的倾斜镜、变形镜通常是应用压电陶瓷驱动器来进行精密位移控制,但压电陶瓷驱动器都有较大的非线性迟滞效应,对系统定位性能造成了一定的影响。为了补偿迟滞现象,需要对迟滞效应进行建模。本文通过引入迟滞算子,使用贝... 自适应光学系统中的倾斜镜、变形镜通常是应用压电陶瓷驱动器来进行精密位移控制,但压电陶瓷驱动器都有较大的非线性迟滞效应,对系统定位性能造成了一定的影响。为了补偿迟滞现象,需要对迟滞效应进行建模。本文通过引入迟滞算子,使用贝叶斯正则化训练算法训练BP神经网络来构建压电陶瓷驱动器迟滞模型,以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电陶瓷驱动器为对象开展了实验研究。实验结果表明,通过BP神经网络构建的压电陶瓷驱动器迟滞模型具有较准确的辨识能力,其中正模型的相对误差为0.0127,逆模型的相对误差为0.014。利用所建立的模型,压电陶瓷驱动器的非线性度从14.6%降低到了1.43%。 展开更多

关键词 自适应光学 压电陶瓷驱动器 迟滞效应 神经网络 迟滞算子

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基于输入空间扩张的动态迟滞神经网络模型 被引量：7

7

作者 张新良 谭永红 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期319-323,共5页

针对神经网络不能直接用于辨识具有多值映射特征的迟滞非线性的不足,利用输入空间扩张的方法,引入动态迟滞算子来反映动态迟滞的速率依赖性,由迟滞的输入、输入变化率和算子输出构造神经网络的扩张输入空间,将输出空间的迟滞多值映射转... 针对神经网络不能直接用于辨识具有多值映射特征的迟滞非线性的不足,利用输入空间扩张的方法,引入动态迟滞算子来反映动态迟滞的速率依赖性,由迟滞的输入、输入变化率和算子输出构造神经网络的扩张输入空间,将输出空间的迟滞多值映射转换为在新的扩张输入空间上的一一映射,从而将神经网络应用到动态迟滞非线性的辨识中.所建立模型结构简单,易于实现在线调整.最后,使用该方法对压电陶瓷执行器中的动态迟滞进行了辨识. 展开更多

关键词 迟滞 多值映射 速率依赖性 动态迟滞算子 神经网络

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采用拓展空间法建立迟滞模型 被引量：3

8

作者 马连伟 谭永红 邹涛 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第20期5635-5637,5641,共4页

神经网络应用于非线性建模具有很多优点,但对迟滞这类多值映射非线性无能为力。一个新的基于神经网络的迟滞建模方法——拓展空间法被提出。通过坐标变换建立基本迟滞算子,将基本迟滞算子的输出与迟滞输入同时作为神经网络的输入,使神... 神经网络应用于非线性建模具有很多优点,但对迟滞这类多值映射非线性无能为力。一个新的基于神经网络的迟滞建模方法——拓展空间法被提出。通过坐标变换建立基本迟滞算子,将基本迟滞算子的输出与迟滞输入同时作为神经网络的输入,使神经网络的输入空间由一维上升为二维,从而使输入与输出之间形成一对一映射关系。最后的实验结果表明,通过拓展空间法神经网络能够对多值映射非线性进行建模。 展开更多

关键词 迟滞非线性 拓展空间法 基本迟滞算子 神经网络

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未知控制方向的迟滞非线性系统预设自适应控制 被引量：2

9

作者 赵新龙 汪佳丽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期682-688,共7页

针对一类含有迟滞特性的未知控制方向严反馈非线性系统,设计了基于误差变换的反步自适应控制器.首先提出动态迟滞算子来扩展输入空间建立神经网络迟滞模型.然后利用径向基函数(RBF)神经网络逼近未知函数,并引入Nussbaum型函数来解决系... 针对一类含有迟滞特性的未知控制方向严反馈非线性系统,设计了基于误差变换的反步自适应控制器.首先提出动态迟滞算子来扩展输入空间建立神经网络迟滞模型.然后利用径向基函数(RBF)神经网络逼近未知函数,并引入Nussbaum型函数来解决系统未知控制方向问题.最后采用误差变换将误差限定在预设的范围内,并利用反步法设计自适应控制器.该控制方案不仅能够保证跟踪精度,还可以提高系统暂态和稳态性能.仿真结果表明了控制方案的可行性. 展开更多

关键词 迟滞 迟滞算子 神经网络 自适应控制

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压电驱动器迟滞特性的类Hammerstein模型 被引量：3

10

作者 赵新龙 沈帅 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第2期263-267,共5页

压电驱动器中迟滞特性会影响微操作系统的定位精度。为了消除迟滞对系统的不良影响,该文提出了类Hammerstein模型来描述压电驱动器的迟滞特性。首先,提出了改进迟滞算子(MDHO),在算子中增加偏置、死区宽度、斜率调整滞环的高度和宽度,... 压电驱动器中迟滞特性会影响微操作系统的定位精度。为了消除迟滞对系统的不良影响,该文提出了类Hammerstein模型来描述压电驱动器的迟滞特性。首先,提出了改进迟滞算子(MDHO),在算子中增加偏置、死区宽度、斜率调整滞环的高度和宽度,体现迟滞的非对称性和速率相关性;然后,利用改进迟滞算子加权叠加表示静态非线性部分,迟滞算子的参数和权重可以在线调整来适应外界条件的变化,利用输入自回归模型表示动态线性部分,建立了可以描述压电驱动器速率相关迟滞特性的类Hammerstein模型;最后,依次通过最小二乘法、矩阵扩围、矩阵奇异值分解对模型中的参数进行辨识,并证明了所辨识的参数是无偏估计。研究结果表明所提出的建模方法是有效的。 展开更多

关键词 压电驱动器 迟滞非线性 改进迟滞算子 类Hammerstein模型 奇异值分解

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工业机器人柔性关节迟滞特性的在线序列极限学习机混合建模 被引量：1

11

作者 党选举 司亚 姜辉 《机床与液压》 北大核心 2020年第23期7-12,共6页

为体现柔性关节迟滞的基本特性,构建一个类迟滞算子,将其与在线序列极限学习机(OS-ELM)串联,设计一种工业机器人柔性关节迟滞特性的在线序列极限学习机迟滞混合模型。在混合模型中,采用具有学习效率高、泛化能力强的在线序列极限学习机... 为体现柔性关节迟滞的基本特性,构建一个类迟滞算子,将其与在线序列极限学习机(OS-ELM)串联,设计一种工业机器人柔性关节迟滞特性的在线序列极限学习机迟滞混合模型。在混合模型中,采用具有学习效率高、泛化能力强的在线序列极限学习机,能有效地回避使用梯度下降法对模型参数学习时存在的速度慢和局部最小值问题,提高了建模精度。利用不同状态下的实验数据进行模型验证,结果表明所提出的迟滞混合模型具有高精度和较高的泛化能力。 展开更多

关键词 复杂迟滞特性 类迟滞算子 在线序列极限学习机 谐波减速器 柔性关节

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基于RBF神经网络的快速伺服刀架迟滞特性建模 被引量：1

12

作者 王晓慧 丁智 +2 位作者 刘宝权 王军生 张岩 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A01期217-220,共4页

为了减小压电陶瓷固有的迟滞非线性特点对快速伺服刀架(FTS)控制精度的影响,提出了一种基于RBF神经网络的快速伺服刀架迟滞特性建模方法.利用拓展输入空间法建立了FTS迟滞系统的RBF神经网络模型,通过引入指数型迟滞算子,将FTS系统的输... 为了减小压电陶瓷固有的迟滞非线性特点对快速伺服刀架(FTS)控制精度的影响,提出了一种基于RBF神经网络的快速伺服刀架迟滞特性建模方法.利用拓展输入空间法建立了FTS迟滞系统的RBF神经网络模型,通过引入指数型迟滞算子,将FTS系统的输入与迟滞算子的输出一起作为RBF神经网络的输入向量,实现了FTS迟滞系统由多值映射到单值映射的转换,进而利用神经网络对其进行建模.为了更精确地跟踪快速伺服刀架的迟滞位移曲线,通过增加调整系数σ来对迟滞算子进行改进.实验表明,该迟滞模型可以很好地预测快速伺服刀架的迟滞位移曲线,模型的验证均方差MSE=5.163 3×10-6. 展开更多

关键词 快速伺服刀架 迟滞算子 RBF神经网络迟滞模型

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基于RBF神经网络的压电位移台迟滞非线性建模研究 被引量：5

13

作者 周哲 杨晓京 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期232-236,共5页

针对压电陶瓷微位移台固有的率相关迟滞非线性特性,以基于play算子的改进PI模型构建迟滞算子,结合径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型,建立描述压电陶瓷微位移台迟滞特性的率相关模型。研究结果表明,在输入信号频率在10 Hz~... 针对压电陶瓷微位移台固有的率相关迟滞非线性特性,以基于play算子的改进PI模型构建迟滞算子,结合径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型,建立描述压电陶瓷微位移台迟滞特性的率相关模型。研究结果表明,在输入信号频率在10 Hz~90 Hz范围内时,模型输出的最大位移误差为0.3990μm~0.9321μm,均方根误差为0.2594μm~0.5652μm,相对误差为0.95%~2.48%。验证了基于PI迟滞算子和RBF神经网络的仿真模型能够准确有效的描述压电微位移台的率相关动态迟滞特性,具有较高的频率泛化能力。该方法易于实现,工程适用性强,具有较好的实用价值。 展开更多

关键词 压电陶瓷微位移台 率相关迟滞 PI模型 迟滞算子 RBF神经网络

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基于神经网络的迟滞非线性逆模型 被引量：8

14

作者 赵新龙 谭永红 董建萍 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期104-107,共4页

为了补偿迟滞特性对系统的不良影响,提高迟滞非线性系统的控制精度,建立了神经网络迟滞非线性逆模型.由于神经网络不能够直接逼近迟滞逆这种具有记忆性的多映射现象,通过引入一个迟滞逆算子,将多映射的迟滞逆转换成一一映射,然后运用神... 为了补偿迟滞特性对系统的不良影响,提高迟滞非线性系统的控制精度,建立了神经网络迟滞非线性逆模型.由于神经网络不能够直接逼近迟滞逆这种具有记忆性的多映射现象,通过引入一个迟滞逆算子,将多映射的迟滞逆转换成一一映射,然后运用神经网络来逼近这个一一映射从而建立一个基于神经网络的迟滞逆模型.该模型的主要优点是结构简单、精度高,可以在线调整神经网络的权值以适应不同工作条件下的迟滞逆辨识.最后,运用该方法对压电执行器中的迟滞非线性建立了逆模型. 展开更多

关键词 迟滞逆 迟滞逆算子 神经网络

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基于神经网络的迟滞逆模型 被引量：10

15

作者 马连伟 谭永红 邹涛 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期823-826,共4页

一个新的基于神经网络的迟滞逆模型被提出.采用连续坐标变换的方法,建立基本迟滞逆算子(EIHO),EIHO为神经网络提供了基本的迟滞逆信息,并与迟滞逆的输入一起作为神经网络的输入,使迟滞逆由多值映射关系转化为一对一映射关系,从而达到用... 一个新的基于神经网络的迟滞逆模型被提出.采用连续坐标变换的方法,建立基本迟滞逆算子(EIHO),EIHO为神经网络提供了基本的迟滞逆信息,并与迟滞逆的输入一起作为神经网络的输入,使迟滞逆由多值映射关系转化为一对一映射关系,从而达到用神经网络逼近迟滞逆的目的.一组实测数据被用来检验模型有效性,实验结果表明,这种建模方法是有效的. 展开更多

关键词 迟滞逆模型 基本迟滞逆算子 神经网络 拓展空间法

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压电陶瓷执行器的输入历史相关Preisach模型 被引量：2

16

作者 李黎 刘向东 +1 位作者 王伟 侯朝桢 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第5期551-553,557,共4页

压电陶瓷执行器的迟滞特性是影响其定位精度的主要因素。用于描述迟滞特性的经典Preisach模型的输出与历史时刻输入密切相关,在Preisach权函数中引入历史时刻输入信息,提出一种新的Preisach模型。采用简化迟滞算子对模型进行预处理后,... 压电陶瓷执行器的迟滞特性是影响其定位精度的主要因素。用于描述迟滞特性的经典Preisach模型的输出与历史时刻输入密切相关,在Preisach权函数中引入历史时刻输入信息,提出一种新的Preisach模型。采用简化迟滞算子对模型进行预处理后,构造神经网络实现模型的辨识。实验数据表明,在衰减正弦电压信号激励下,该模型预测位移误差绝对值的最大值与经典Preisach模型相比减少了76%,均方误差减少了78%。 展开更多

关键词 压电陶瓷执行器 简化迟滞算子 PREISACH模型 输入历史相关

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