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基于神经网络参数自学习的阻抗控制

组合机床与自动化加工技术 2024年第1期 123-126,130页

作者：党选举袁以坤桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004

针对机器人在打磨过程中环境刚度和位置未知,传统的阻抗控制难以有效保持打磨质量的问题,提出了一种基于调节参数神经网络自学习的阻抗控制。由于基于李雅普诺夫稳定性理论设计的阻尼参数补偿方法中调节参数的选取直接影响系统的控制性... 详细信息

针对机器人在打磨过程中环境刚度和位置未知,传统的阻抗控制难以有效保持打磨质量的问题,提出了一种基于调节参数神经网络自学习的阻抗控制。由于基于李雅普诺夫稳定性理论设计的阻尼参数补偿方法中调节参数的选取直接影响系统的控制性能,根据阻尼补偿的数学描述,构建神经网络,用于其参数自适应调节,设计不同的激励函数用于反映阻尼在多种因素影响下变化的特征。通过所搭建的神经网络在线学习,实现参数的优化,以适应打磨过程环境变化。在斜面、平面及曲面等不同环境下,考虑其刚度突变、刚度动态变化、期望力动态变化等因素的仿真实验,结果表明所提出的控制方法与传统控制方法相比,具有更小的超调和稳态误差,并能够适应环境参数未知的情况,明显提高打磨质量和效率。

关键词：阻抗控制工业机器人打磨未知环境变刚度神经网络

在Preisach模型框架下的似对角动态神经网络压电陶瓷迟滞模型的研究

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机械工程学报 2005年第4期41卷 7-12页

作者：党选举谭永红上海交通大学自动化系上海200030 桂林电子工业学院智能系统与工业控制研究室桂林541004

在Preisach模型的结构下,用一阶微分方程代替relay迟滞元,借鉴对角动态神经网络模型,提出压电陶瓷迟滞特性的一种新的数学模型。该模型既有Preissach模型的结构思想,又能反映其动态特性。在输入信号是周期性衰减信号的激励下,由Preisac... 详细信息

在Preisach模型的结构下,用一阶微分方程代替relay迟滞元,借鉴对角动态神经网络模型,提出压电陶瓷迟滞特性的一种新的数学模型。该模型既有Preissach模型的结构思想,又能反映其动态特性。在输入信号是周期性衰减信号的激励下,由Preisach模型产生的数据和压电陶瓷产生的数据分别进行建模和预测仿真,结果表明该模型用于压电陶瓷迟滞特性建模是有效的,并具有较高的模型精度。

关键词： Preisach模型一阶微分方程压电陶瓷迟滞特性似对角动态神经网络模型

面向打磨机器人的基于串联结构的双卡尔曼滤波算法

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振动与冲击 2023年第12期42卷 220-226页

作者：党选举林智武桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004

在机器人打磨中,机器人末端六维力/力矩传感器受打磨轮接触振动等影响,力测量信号淹没于噪声中,对该信号实时有效地提取是控制力的关键。从力测量信号快速傅里叶变换后的特征得知,其噪声是由高斯白噪声、振动噪声及有色噪声叠加所构成... 详细信息

在机器人打磨中,机器人末端六维力/力矩传感器受打磨轮接触振动等影响,力测量信号淹没于噪声中,对该信号实时有效地提取是控制力的关键。从力测量信号快速傅里叶变换后的特征得知,其噪声是由高斯白噪声、振动噪声及有色噪声叠加所构成的复杂噪声,由此提出了基于串联结构的双卡尔曼滤波(double Kalman filter,DKF)算法。包括:第一个滤波采用卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)算法,主要滤除高斯白噪声和高频振动谱峰群;针对未能滤除的高斯白噪声和低频振动噪声叠加形成有色噪声的特点,进行了分析,引入单个参数,以指数加权方式设计了一个逐渐时变噪声方差,描述有色噪声特性,以此改进KF作为第二个滤波算法;两个滤波器以串联方式构成双卡尔曼滤波。以眼镜框与打磨轮接触打磨过程为例,试验结果表明,DKF算法比KF算法更加有效地滤除力测量信号噪声,并具有计算复杂度低、实用性强特点。

关键词：打磨振动噪声有色噪声双卡尔曼滤波(DKF)

Model Identification of Typical Thermal Process in Thermal Power Plant Based on PSO-CS Fusion Algorithm

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Model Identification of Typical Thermal Process in Thermal P...

基于不完全微分的自适应步长扰动观察法MPPT控制

第30届中国控制与决策会议

作者： Congzhi Huang Tianyang Zhang xuanju dang Hui Jiang School of Control and Computer Engineering North China Electric Power University Colleges and Universities Key Laboratory of Intelligent Integrated Automation Guilin University of Electronic Technology

The model identification issue of typical thermal process in a thermal power plant is investigated in the paper. It is crucial to further develop the PID controller parameters tuning approach or designing various advanced control laws. A CS-PSO fusion identification algorithm is proposed to identify the optimal model of the thermal process based on the process input and output data. In the algorithm, the conventional particle swarm optimization algorithm is employed to identify the model parameters of the typical thermal process, where the cuckoo searching algorithm is used to optimize its velocity parameters, and thus the identification accuracy is improved. The effectiveness of the proposed approach is validated by the extensive simulation results about the ultra supercritical unit and the circulating fluidized bed thermoelectric unit.

关键词： Thermal Process Thermal Power Plant Transfer Function Model Identification PSO-CS Fusion Algorithm

来源： cnki会议评论

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太阳能学报 2016年第12期37卷 3022-3029页

作者：党选举杨阳姜辉李晶晶桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004

在扰动步长判断条件中引入不完全微分,与微分结合,有效减小传统扰动观察法扰动步长判断函数中完全微分带来的高频(突变)干扰,基于不完全微分实现步长自适应调整,提出基于不完全微分的MPPT控制算法。在Matlab/Simulink环境下的仿真与实... 详细信息

在扰动步长判断条件中引入不完全微分,与微分结合,有效减小传统扰动观察法扰动步长判断函数中完全微分带来的高频(突变)干扰,基于不完全微分实现步长自适应调整,提出基于不完全微分的MPPT控制算法。在Matlab/Simulink环境下的仿真与实验平台上所得实验结果表明,所提出算法能在不影响光伏系统最大功率跟踪速度的前提下,有效减小最大功率点附近的功率振荡,提高MPPT控制的跟踪精度。

关键词：光伏系统最大功率点跟踪(MPPT) 扰动观察法(P&O) 自适应步长不完全微分(ID)

混合坐标注意力与改进空间金字塔池化融合的物体位姿估计

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国外电子测量技术 2023年第1期42卷 178-186页

作者：党选举李启煌桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004 广西智能综合自动化高校重点实验室桂林541004

在物体杂乱放置非遮挡和遮挡构成的复杂场景下,针对位姿实时、准确和稳定地估计的问题,提出了混合坐标注意力与改进空间金字塔池化融合的目标位姿估计算法。搭建了由坐标特征、通道特征和空间特征组成的混合坐标注意力残差模块,有效提... 详细信息

在物体杂乱放置非遮挡和遮挡构成的复杂场景下,针对位姿实时、准确和稳定地估计的问题,提出了混合坐标注意力与改进空间金字塔池化融合的目标位姿估计算法。搭建了由坐标特征、通道特征和空间特征组成的混合坐标注意力残差模块,有效提高了关键点估计的准确率。改进了空间金字塔池化网络,并通过颈部位置的多尺度特征细化方法,获得边缘姿态及空间位置的高精确估计。将所制作的遮挡数据集,进一步验证所提出算法性能和泛化能力。在公开LineMod及Partial Occlusion遮挡数据集上,所提算法与基于组特征注意力(SA)算法相比ADD指标分别提高2.26%和2.57%,5cm5°指标分别提高5.16%和4.1%,达到了30 fps实时处理速度,为遮挡等复杂场景下的物体位姿估计提供一个有效的方法。

关键词：遮挡混合坐标注意力空间金字塔池化位姿估计

机器人气动夹持力的CNN-LSTM建模估计方法

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机床与液压 2023年第21期51卷 16-22页

作者：党选举覃创业桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004

由于气动系统具有迟滞、强非线性特性,难以直接依据气压信号实现气动夹持力的有效控制,因此采用建模估计夹持力是实现无力传感器低成本控制的有效途径。为此,提出一种基于卷积神经网络(CNN)优化的长短期记忆神经网络(LSTM)低成本气动夹... 详细信息

由于气动系统具有迟滞、强非线性特性,难以直接依据气压信号实现气动夹持力的有效控制,因此采用建模估计夹持力是实现无力传感器低成本控制的有效途径。为此,提出一种基于卷积神经网络(CNN)优化的长短期记忆神经网络(LSTM)低成本气动夹持力估计方法。根据工业机器人末端气爪夹持力与气路历史输入/输出有关的特点,采用了具有记忆特性的LSTM网络建立无传感器气压/压力估计模型;针对直接采用LSTM网络进行建模存在误差大的问题,利用CNN提取输入信息中气压和夹持力的非线性关系,进一步对LSTM网络结构进行优化,提高模型描述气压和夹持力之间多值对应特性与非线性迟滞特性的能力,实现气爪的夹持力有效估计。实验结果表明:相比LSTM预测模型,所提模型的建模估计与验证估计均方根误差分别减少77.14%和70.83%,最大误差分别减少79.80%和78.84%,证明了所提建模估计方法的有效性。

关键词：气爪夹持力估计无传感器卷积神经网络长短期记忆神经网络

柔性关节复杂迟滞特性的改进WLSSVM建模方法

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制造技术与机床 2022年第12期 33-39页

作者：党选举马樑海桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 广西智能综合自动化高校重点实验室广西桂林541004

针对协作机器人柔性关节传动过程中固有复杂迟滞特性影响执行精度的问题,提出基于中间变量的非线性自回归移动平均(NARMAX)结构的改进加权最小二乘支持向量机(WLSSVM)迟滞模型。引入PI算子产生中间变量,将迟滞的多值映射转换为单值映射... 详细信息

针对协作机器人柔性关节传动过程中固有复杂迟滞特性影响执行精度的问题,提出基于中间变量的非线性自回归移动平均(NARMAX)结构的改进加权最小二乘支持向量机(WLSSVM)迟滞模型。引入PI算子产生中间变量,将迟滞的多值映射转换为单值映射,引入输出力矩和扭转角历史值,使模型具有动态特性;LSSVM求解问题时易受模型输出误差大的数据点影响,在目标优化函数中增加具有自适应调整因子的模型输出误差构成的正则项,达到进一步提高模型精度和抗干扰能力目的。以FRANKA协作机器人关节为对象进行建模与验证,实验结果表明,相比LSSVM迟滞模型和NARMAX迟滞模型,改进WLSSVM迟滞模型具有较高的模型精度。

关键词：协作机器人柔性关节复杂迟滞特性中间变量自适应调整因子

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基于PI模型的压电陶瓷执行器迟滞特性建模

微计算机信息 2008年第4期24卷 282-284页

作者：郭国法党选举陕西科技大学陕西712081 桂林电子科技大学智能系统与工业控制研究室广西桂林市541004

PI模型是一种运算量小,容易求逆并可用于实时控制系统中的迟滞模型。它是与输入信号频率无关的静态模型。而压电陶瓷表现为与输入频率有关的动态迟滞特性。对PI模型进行改进,引入惯性环节,增加迟滞元的动态特性,提出了动态PI迟滞模型。... 详细信息

PI模型是一种运算量小,容易求逆并可用于实时控制系统中的迟滞模型。它是与输入信号频率无关的静态模型。而压电陶瓷表现为与输入频率有关的动态迟滞特性。对PI模型进行改进,引入惯性环节,增加迟滞元的动态特性,提出了动态PI迟滞模型。实验结果表明,改进的PI动态模型能很好地逼近压电陶瓷的位移输出信号,并具有较高的模型预测精度。

关键词： PI迟滞模型动态迟滞元动态迟滞特性压电陶瓷执行器