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基于遗传算法和Elman神经网络的接触式探头动态特性补偿

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机械工程学报 2022年第10期58卷 24-30页

作者：程真英江文姝方旭李瑞君黄强先合肥工业大学仪器科学与光电工程学院合肥230009

动态特性不理想是接触式探头系统动态测量误差的重要来源,严重制约探头测量速度和精度的提升。提出一种基于遗传算法优化Elman神经网络的探头动态特性补偿方法。针对微纳米接触式探头,采用遗传算法优化Elman神经网络的方法对其动态响应... 详细信息

动态特性不理想是接触式探头系统动态测量误差的重要来源,严重制约探头测量速度和精度的提升。提出一种基于遗传算法优化Elman神经网络的探头动态特性补偿方法。针对微纳米接触式探头,采用遗传算法优化Elman神经网络的方法对其动态响应输出信号进行了补偿,使用自适应递推最小二乘方法辨识出补偿前后的探头系统动态模型。探头系统的动态测量不确定度由补偿前的77.8 nm减小至12.1 nm。遗传算法具有较好的全局搜索能力,克服了Elman神经网络容易陷入局部极值的缺陷,该动态补偿方法具有较快的网络训练速度和较高的动态补偿精度。仿真分析及不确定度评定结果都验证了该方法的有效性。

关键词：接触式探头动态补偿遗传算法 Elman神经网络测量不确定度

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强噪声下全驱空中作业平台自抗扰反演控制

中国惯性技术学报 2022年第3期30卷 395-402页

作者：马乐刘杰马志丽闫一鸣徐东甫东北电力大学自动化工程学院吉林132000 渤海船舶职业学院电气工程系葫芦岛125105

针对新型空中作业机器人飞行平台存在的强噪声、扰动、参数不确定性以及全驱控制问题,提出了一种基于动态补偿的自抗扰反演控制方法。首先描述了新型空中作业机器人机构设计。其次,建立了基于Carig与递归Newton-Euler方程的空中作业系... 详细信息

针对新型空中作业机器人飞行平台存在的强噪声、扰动、参数不确定性以及全驱控制问题,提出了一种基于动态补偿的自抗扰反演控制方法。首先描述了新型空中作业机器人机构设计。其次,建立了基于Carig与递归Newton-Euler方程的空中作业系统运动学与动力学模型。然后,考虑机械臂对飞行平台的扰动影响,建立了飞行平台全驱控制补偿项,并结合自抗扰控制与反演控制技术分别设计了平台位置与姿态控制器。最后,考虑了随机强噪声与扰动、参数不确定性等实际问题,进行了仿真试验。仿真结果表明,在强噪声与扰动条件下对飞行平台的位置与姿态跟踪控制中,采用所提出的算法后比动态补偿(DC)PID算法的跟踪误差降低了37.9%以上,验证了所提出的控制方法具有噪、扰抑制能力,提高了系统控制精度。

关键词：自抗扰控制空中作业反演控制动态补偿全向驱动

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带有常数干扰的正则线性系统的镇定

控制理论与应用 2023年第8期40卷 1365-1368页

作者：支霞冯红银萍山西警察学院网络安全保卫系山西太原030401 山西大学数学科学学院山西太原030006

本文考虑带有常数干扰的抽象正则线性系统的状态反馈镇定问题.本文控制设计采用线性系统的动态补偿方法,将传统的PID控制推广到无穷维正则线性系统.通过引入积分作用,控制器可以有效地补偿常数干扰.论文给出了具体的状态反馈法则,并证... 详细信息

本文考虑带有常数干扰的抽象正则线性系统的状态反馈镇定问题.本文控制设计采用线性系统的动态补偿方法,将传统的PID控制推广到无穷维正则线性系统.通过引入积分作用,控制器可以有效地补偿常数干扰.论文给出了具体的状态反馈法则,并证明了对应闭环系统的指数稳定性.理论结果被应用于带有常数干扰的不稳定热方程,给出了控制器及其闭环系统的指数稳定性,数值仿真验证了本文理论结果的有效性.

关键词：常数干扰动态补偿状态反馈不稳定热方程

10~110 kV高电压比例标准装置的0.5×10-6误差自动精密测量方法

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高电压技术 2022年第8期48卷 3232-3239页

作者：熊博刘俭殷小东周峰中国电力科学研究院有限公司武汉430074

为了满足现有高精密工频电压比例标准的误差测量精度要求,提出了基于动态补偿差压量值提取的方法,精确获取标准和被试电压之间的微弱差压信号,然后基于错时采样增益误差消除原理,利用同一个采样通道在前后不同时刻对差压信号和标准电压... 详细信息

为了满足现有高精密工频电压比例标准的误差测量精度要求,提出了基于动态补偿差压量值提取的方法,精确获取标准和被试电压之间的微弱差压信号,然后基于错时采样增益误差消除原理,利用同一个采样通道在前后不同时刻对差压信号和标准电压信号进行错时交换采样,消除由于采样通道不一致引入的增益误差。结果表明在不同输入比例下,基于该方法的测量误差明显改善,比值差和相位差都可以降到0.5×10^(-6)以内。该研究可为测量和提升10~110 kV工频高电压比例标准装置准确度水平提供支撑。

关键词：工频电压比例标准误差测量动态补偿错时采样通道误差消除

基于数字滤波器的气压传感器动态特性补偿方法研究

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空天技术 2023年第1期2023卷 70-76+83页

作者：郑德智邵帅李中翔陈敏泽李望北京理工大学前沿交叉科学研究院北京理工大学复杂环境智能感测技术工信部重点实验室北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 北京理工大学信息与电子学院北京理工大学机电学院

临近空间大气环境极其复杂,难以探测,多采用探空火箭投放探空仪进行原位探测,但探空仪下落速度较快导致测量气压骤变,气压传感器需要有较高的动态特性。为此提出了一种基于数字滤波器的气压传感器动态特性补偿方法,通过动态标定获取气... 详细信息

临近空间大气环境极其复杂,难以探测,多采用探空火箭投放探空仪进行原位探测,但探空仪下落速度较快导致测量气压骤变,气压传感器需要有较高的动态特性。为此提出了一种基于数字滤波器的气压传感器动态特性补偿方法,通过动态标定获取气压传感器的动态测试数据,利用群体智能算法逆向建模设计数字补偿滤波器,对气压传感器进行补偿处理。仿真结果表明,研究方法有效地改善了气压传感器的动态特性,扩展了气压传感器的通频带,使气压传感器的动态测试误差明显减小,为临近空间气压探测的精度提升提供一种有效的优化方法。

关键词：临近空间动态补偿气压探测群体智能数字滤波器

振动台导轨不平顺对地震计低频测试结果的影响

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地震学报 2023年第6期45卷 1111-1117页

作者：马洁美范晓勇何闻中国地震局地球物理研究所中国北京100081 浙江大学机械工程学院中国杭州310027

对振动台在大行程移动过程中导轨不平顺引起的倾斜效应进行了理论分析,选择0.1 Hz及以下频点开展振动台导轨不平顺引起的台面倾斜对测试结果影响的定量化分析。结果表明,振动台面在移动过程中的不确定倾斜对地震计水平分量灵敏度的影响... 详细信息

对振动台在大行程移动过程中导轨不平顺引起的倾斜效应进行了理论分析,选择0.1 Hz及以下频点开展振动台导轨不平顺引起的台面倾斜对测试结果影响的定量化分析。结果表明,振动台面在移动过程中的不确定倾斜对地震计水平分量灵敏度的影响大于对垂直分量灵敏度的影响。采用高精度水平仪获取水平振动台在不同行程下的运动轨迹起伏变化,并基于倾斜效应的影响机制,用Labview语言实现补偿系统,在地震计的振动测试中对测试结果进行动态补偿。测试结果表明,经过动态补偿,导轨不平顺不再对灵敏度校准结果存在明显制约,可大幅提高地震计的低频测试精度。

关键词：振动台导轨不平顺大行程动态补偿

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改进型灰狼算法在热电偶动态补偿中的应用

控制与决策 2021年第1期36卷 61-67页

作者：韩太林张延雪王啸张恩奎长春理工大学电子信息工程学院长春130022

为解决热电偶传感器在瞬态温度测试过程中因传感器动态性能不足引入动态误差影响测试精度的问题,提出基于改进型灰狼优化算法的热电偶传感器动态补偿方法.通过改变候选解产生策略和引入动态权重因子,对灰狼优化算法(GWO)进行改进,从而... 详细信息

为解决热电偶传感器在瞬态温度测试过程中因传感器动态性能不足引入动态误差影响测试精度的问题,提出基于改进型灰狼优化算法的热电偶传感器动态补偿方法.通过改变候选解产生策略和引入动态权重因子,对灰狼优化算法(GWO)进行改进,从而进一步提高了热电偶传感器的时间常数.根据热电偶传感器水浴法校准数据寻优获得补偿系统传递函数,并对实测火焰数据进行实验.实验结果表明,水浴法校准数据经补偿后时间常数由0.0685 s提升为0.0147 s,动态误差减小了近75%.经IGWO寻优获得的动态补偿系统,可有效地改善热电偶传感器的动态特性,减小热电偶传感器的动态误差.

关键词：灰狼优化算法热电偶动态补偿动态权重数据处理

基于LSSVM和多参考光栅的可调谐滤波器解调误差动态补偿

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光学学报 2023年

作者：盛文娟娄海涛 G.D.Peng 新南威尔士大学电气工程与电信学院上海电力大学自动化工程学院

可调谐法布里-珀罗（F-P）滤波器的磁滞和温度漂移是限制其解调精度的重要因素。现有研究很少考虑同时对磁滞和温漂进行动态补偿。本文针对光纤布拉格光栅（FBG）解调误差提出一种基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的动态补偿方法。考虑... 详细信息

可调谐法布里-珀罗（F-P）滤波器的磁滞和温度漂移是限制其解调精度的重要因素。现有研究很少考虑同时对磁滞和温漂进行动态补偿。本文针对光纤布拉格光栅（FBG）解调误差提出一种基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的动态补偿方法。考虑到参考光栅与传感光栅的反射光谱经过可调滤波器后具有相似的漂移特性，因此，本文将多个参考光栅的波长漂移作为LSSVM模型的输入特征，以预测传感光栅的反射光经过可调滤波器后的波长漂移误差。所提出的方法分别在单调降温和先降温后升温的数据集上进行了验证，实验结果表明，未引入参考光栅作为模型特征时，两个数据集的补偿后最大绝对误差分别达到33.65pm和69.25pm；而引入参考光栅作为模型特征后，补偿后的最大绝对误差分别降至3.63pm和7.84pm，所提方法在不同温变模式下均有效提高了F-P滤波器的解调精度。

关键词：光纤光栅解调法布里-珀罗滤波器解调误差多参考光栅动态补偿

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执行机构带宽对动态逆方法的影响及解决方案

自动化学报 2021年第6期47卷 1327-1334页

作者：程艳青朱纪洪清华大学计算机科学与技术系北京100084 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

本文从理论上分析了执行机构带宽对动态逆闭环控制系统动态特性影响,发现较低的执行机构带宽会在伪线性系统中引入一个非线性干扰项,为此提出了两种方法来消除这个非线性干扰项,一个是采用参考模型的思想设计补偿器提高执行机构子系统... 详细信息

本文从理论上分析了执行机构带宽对动态逆闭环控制系统动态特性影响,发现较低的执行机构带宽会在伪线性系统中引入一个非线性干扰项,为此提出了两种方法来消除这个非线性干扰项,一个是采用参考模型的思想设计补偿器提高执行机构子系统的等效带宽,另一个思路则是直接在非线性反馈项中引入补偿直接对消非线性干扰项.仿真结果表明,两类方法都能较好地消除非线性干扰项,直接补偿方法能精确消除干扰项,但需要准确动力学模型,提高等效带宽的方法虽然是近似的,但能方便地引入自适应算法,可以抑制执行机构模型参数不确定的影响.

关键词：非线性干扰项等效带宽动态补偿直接补偿