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基于RBF增益调节的机器人滑模控制策略

机床与液压 2009年第8期37卷 122-124页

作者：王双霞陈丽王洪瑞燕山大学西校区电院工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004 邢台职业技术学院电气工程系河北邢台054035 河北大学河北保定071000

滑模控制响应快,对系统参数和外部扰动呈不变性,可保证系统的渐进稳定性,但其缺点是控制存在很强的抖动。在一般滑模控制的基础上引入径向基函数神经网络(RBFNN),利用滑模控制的特点设定目标函数,将切换函数作为RBFNN的输入,切换项增益... 详细信息

滑模控制响应快,对系统参数和外部扰动呈不变性,可保证系统的渐进稳定性,但其缺点是控制存在很强的抖动。在一般滑模控制的基础上引入径向基函数神经网络(RBFNN),利用滑模控制的特点设定目标函数,将切换函数作为RBFNN的输入,切换项增益K的绝对值作为其输出。利用RBF神经网络的在线学习功能,消除了控制的抖动,同时使系统具有很强的鲁棒性。对单关节机器人的仿真研究表明,在存在模型误差和外部扰动的情况下,该方案能大大降低抖振现象。

关键词：机器人不确定性滑模控制 RBF神经网络增益调节

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基于PMT模块增益调节的控制系统研究

光电子技术 2018年第3期38卷 200-203页

作者：刘冬梅赵蓓蕾李娟骆凡刘良成熊魁周峰岳长喜李智成合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 中国电力科学研究院武汉分院武汉430071

针对光电检测系统中采用电位计于实验现场手动调节光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)模块增益时存在的操作不便、误差较大等问题,设计了一种PMT模块增益调节的控制系统。该系统硬件电路包括FPGA、DA模块以及串口通讯模块;上位机软... 详细信息

针对光电检测系统中采用电位计于实验现场手动调节光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)模块增益时存在的操作不便、误差较大等问题,设计了一种PMT模块增益调节的控制系统。该系统硬件电路包括FPGA、DA模块以及串口通讯模块;上位机软件包括串口参数设置模块、控制电压调节模块、电压校验模块,可以实现数据的发送、存储、与硬件电路通讯等功能。实验结果表明,该系统可实现PMT模块增益的远程调节,操作便利、稳定性好、可复用性较强,具有很好的实用价值。

关键词：光电倍增管模块增益调节控制电压现场可编程门阵列

小鼠下丘同侧耳输入在双耳听觉信息整合中的增益调节作用

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小鼠下丘同侧耳输入在双耳听觉信息整合中的增益调节作用

作者：郑小俊南方医科大学

学位级别：硕士

人和动物的听觉系统能够从复杂的声学环境中感知有意义的声学信息而且能准确的判断声源方位,这与听觉系统复杂的结构及通路密切相关,而且在这个过程中,脑对双耳的听觉信息的整合发挥了重要作用。当某一声源处的声音信息与人的相对位置... 详细信息

人和动物的听觉系统能够从复杂的声学环境中感知有意义的声学信息而且能准确的判断声源方位,这与听觉系统复杂的结构及通路密切相关,而且在这个过程中,脑对双耳的听觉信息的整合发挥了重要作用。当某一声源处的声音信息与人的相对位置不同时,到达两侧耳的声音信息不同,经过听觉系统分析所产生的听觉意识则不同。同一声音信息经过同侧耳和对侧耳到达听觉中枢神经元的通路不同,所产生的效果也不同。在听觉中枢核团中,有的神经元只接受来自一侧下级神经元的输入,有的神经元则接受双侧下级神经元的输入,有的神经元的上行输入来源更为复杂,因此神经元对声音刺激的反应特性也复杂多样。在听觉中枢传导通路核团中,存在许多双耳神经元。双耳神经元是指对双耳刺激敏感的神经元,它接受来自双侧的下级神经元的输入。声音从外界通过外耳、中耳传到内耳后,在内耳经过初步分析后转化为神经冲动,经听神经传到耳蜗核（cochlear nucleus, CN）。耳蜗核神经元可直接传到对侧下丘（inferior colliculus,IC）,也可以直接投射到上橄榄复合体（superior olive complex, SOC）和外侧丘系核（nuclei of lateral lemniscus, NLL）,然后再投射到下丘。耳蜗核神经元不仅投射到同侧听觉核团,而且通过斜方体投射到对侧的脑干听觉核团。其中上橄榄复合体是上行听觉系统中第一个整合双耳听觉信息的部位,包括外侧上橄榄核（lateral superior olive, LSO）和内侧上橄榄核（medial superior olive, MSO）和斜方体内侧核,它接受来自同侧和对侧耳蜗核神经元的投射。上橄榄复合体的神经元再进一步投射到外侧丘系核以及下丘。因此下丘及以上听觉中枢（如内侧膝状体、听皮层）也具有双耳整合功能。下丘是听觉通路的一个重要的中继站,它既接受来自低位脑干的上行投射,又接受来自下丘以上听觉中枢的下行输入,这些投射关系构成了IC复杂的输入神经网络,现有的研究表明这些投射可以分为抑制性输入和兴奋性输入。上行至下丘的通路主要起源于耳蜗核、上橄榄复合体、外侧丘系核,形成单耳和双耳输入通路。对许多动物的研究表明,AVCN、PVCN、DCN都投射到对侧IC,为IC提供直接单耳输入。上行到IC的双耳输入主要来源是双耳整合核团,如MSO、LSO、DNLL。下行至下丘的投射主要来自皮层（auditory cortex, AC）、内侧膝状体（medial geniculate body, MGB）和上丘（superior colliculus, SC）。下丘神经元的这种接受来自许多听觉核团的直接或间接、单耳或双耳、同侧或对侧的、抑制或兴奋的投射,为下丘的双耳信息整合提供了解剖学和生理学基础。在下丘双耳神经元中,有的神经元的双耳特性来源于下级双耳神经元的直接输入,输入来源相对单一;有的神经元的双耳特性则是在下丘内形成,输入来源较为复杂。目前对于听觉双耳神经元的研究已有很多,如双耳神经元的反应类型、双耳神经元的输入来源以及环路等,已取得较大进展。本实验主要是通过双侧、对侧、同侧三种给声方式（双侧、对侧、同侧均给予相同的声音刺激）在小鼠下丘上记录神经元的双耳反应,三种给声方式随机化,实验后对所记录神经元的双耳反应进行分类,并分析这三种给声方式下反应间的相互关系,探讨在双耳反应中,对侧、同侧的输入究竟起到什么样的作用。结果在小鼠下丘中央核上共记录到104个神经元的双耳反应。根据神经元对双侧、对侧、同侧给声后反应的感受野（receptive field, RF）的形态不同将所记录神经元的双耳反应大致分为Typel-Type6六种类型：其中Type1和Type2同侧给声没有响应,Type1中的对侧感受野RF比双侧RF弱,而Type2中的对侧RF比双侧RF强;Type3和Type4同侧给声有响应但RF相对很弱,Type3中对侧RF比双侧RF强（或相当）,而Type4中对侧RF比双侧RF弱;Type5中同侧、对侧和双侧RF都相当;而Type6中同侧RF和对侧RF分离并且双侧RF表现为两者RF之间的加和,在我们的结果中,前四种类型较多,第5种较少,而第6种极为少见。我们以给声后神经元反应RF的特征频率（characteristic frequency,CF）、最小阈值minimum threshold, MT)、带宽（bandwidth, BW）、动作电位发放数（spike count, SC）为指标,比较双侧、对侧、同侧反应的RF间的关系。结果经分析后发现在所记录神经元的双耳反应中,对侧兴奋、同侧为抑制作用的神经元占大多数。对同侧与对侧、对侧与双侧RF间CF、MT、SC、BW参数的比较后,发现同侧与对侧RF间除了CF无显著差异外,在M

关键词：双耳神经元下丘感受野动作电位发放数增益调节

基于FPGA的PMT模块增益调节控制系统研究

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基于FPGA的PMT模块增益调节控制系统研究

作者：赵蓓蕾合肥工业大学

学位级别：硕士

近些年来,随着科学技术的不断创新,生物医学、食品安全、工业建设、国防军事、等离子体物理等越来越多的领域涉及到对微弱光信号进行检测分析,并且对微弱光信号检测的精度要求也越来越高。微弱光信号的检测需要搭建光电检测系统,鉴于光... 详细信息

近些年来,随着科学技术的不断创新,生物医学、食品安全、工业建设、国防军事、等离子体物理等越来越多的领域涉及到对微弱光信号进行检测分析,并且对微弱光信号检测的精度要求也越来越高。微弱光信号的检测需要搭建光电检测系统,鉴于光电倍增管（PhotomultiplierTube,PMT）具有灵敏度高、增益大、暗电流低等特点,因此常被应用于光电检测系统中。由于PMT模块具有供电电压低、安全性好、响应时间短、信噪比高等优点,PMT模块的使用也越来越多。对于极微弱光信号而言,PMT模块增益的适宜调节十分重要,增益调节过高或者过低,都有可能导致被测微弱光信号出现削峰或被噪声信号湮没的现象。而传统PMT模块增益的调节方式多为使用电位计手动调节控制电压以此来调节其增益,这种调节方式需依靠个人经验、调节误差较大,且只能在实验现场进行调节,操作起来十分不便。针对这一问题,设计了一种基于FPGA的PMT模块增益调节控制系统。首先,本文探究了 PMT模块增益调节的国内外研究现状,推导出PMT模块增益与工作电压及控制电压的具体数值关系,并分析了 PMT模块增益调节的方法,最终确定采用硬件电路设计和软件编程相结合的方式,实现PMT模块增益的远程调节。其次,设计了 PMT模块增益调节控制系统的硬件电路,详细分析了以FPGA为控制核心的外围电路、DA数据采集模块、缓冲模块、串口通讯模块的具体电路设计。最后,完成软件部分的程序设计,主要包括FPGA程序设计和上位机软件程序设计两部分。详细介绍了 FPGA程序设计中采用Verilog HDL语言编写的DA控制模块、串口通讯模块的程序,并使用Modelsim6.6软件通过仿真验证了其设计程序的正确性。上位机程序设计中介绍了采用Labview2014软件进行上位机界面设计的部分程序及通讯模块设计的子程序,并阐述了设计的上位机界面及模块组成。最终,将该系统应用于实际实验进行PMT模块增益调节的测试结果与传统采用电位计的方式进行调节的测试结果相比较。实验结果表明,该系统可实现PMT模块增益的远程调节,相较于传统的调节方法,该系统操作便利、稳定性好,具有很好的实用价值。

关键词： PMT模块增益调节远程控制 FPGA Labview2014

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增益调节用模糊PID研究控制

长春光学精密机械学院学报 2001年第4期24卷 51-57页

作者：姜武中吉林粮食高等专科学校

本论文将介绍ＰＩＤ控制器中实现最住增益调节的一种新方法。此方法首先对控制对像阶跃响应的一阶延迟模型进行Ｐａｄｅ降阶处理，然后用Ｚｉｅｇｌｅｒ－Ｎｉｃｈｏｌｓ方法确定初始值，接着计算含有最大超调量、衰减比、上升时间、... 详细信息

本论文将介绍ＰＩＤ控制器中实现最住增益调节的一种新方法。此方法首先对控制对像阶跃响应的一阶延迟模型进行Ｐａｄｅ降阶处理，然后用Ｚｉｅｇｌｅｒ－Ｎｉｃｈｏｌｓ方法确定初始值，接着计算含有最大超调量、衰减比、上升时间、稳定时间的模糊推理函数值为最大时的ＰＩＤ系数。此方法的优点是：对控制对像的特性和滞后时间的变化具有较好的适应能力。

关键词：模糊控制器增益调节 PID控制

基于切换增益调节的神经滑模控制的机器人位置跟踪

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西华大学学报（自然科学版） 2021年第1期40卷 11-16页

作者：龚双双刘霞西华大学电气与电子信息学院四川成都610039

针对机器人的位置轨迹跟踪问题,提出一种基于切换增益调节的神经网络滑模控制方法。首先设计基于机器人位置的滑模控制器模块,然后通过神经网络来调节滑模控制器中的切换增益,使得切换增益能随着外界干扰作用等不确定项的改变而改变,从... 详细信息

针对机器人的位置轨迹跟踪问题,提出一种基于切换增益调节的神经网络滑模控制方法。首先设计基于机器人位置的滑模控制器模块,然后通过神经网络来调节滑模控制器中的切换增益,使得切换增益能随着外界干扰作用等不确定项的改变而改变,从而能实时地估计切换增益,解决传统滑模控制中的抖振问题,最后,以双臂机器人为对象,采用MATLAB仿真软件对该控制算法进行了验证。结果表明,与传统的滑模控制相比较,该方法能使机器人更好地跟踪期望的位置轨迹,并有效地减轻了抖振。

关键词：机器人轨迹跟踪滑模控制神经网络增益调节