[發明專利]遲滯系統的逆系統控制方法

有效

• 申請號: 200810021693.7
• 申請日: 2008-08-13
• 公開（公告）號: CN101339407A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 裘進浩;陳遠晟;季宏麗;朱孔軍
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 魏學成

1、一種遲滯系統的逆系統控制方法，其特征在于包括以下三個步驟：

(1)提取數據：遲滯系統在輸入信號u(t)的作用下，輸出信號為y(t)，根據輸出信號y(t)的變化，在遲滯系統上升段提取輸入信號u(t)、輸出信號y(t)、與該段相鄰的前一下降段的輸出信號y(t)局部極值；在下降段提取輸入信號u(t)、輸出信號y(t)、與該段相鄰的前一上升段的輸出信號y(t)局部極值；其中，第一段的局部極值設置為0；

(2)建立神經網絡模型：采用BP神經網絡，分別建立上升段與下降段的神經網絡模型，其中，上升段神經網絡將步驟(1)中提取的每個上升段輸出信號y(t)和輸出信號y(t)局部極值，作為神經網絡訓練的目標輸入量，每個上升段的輸入信號u(t)作為神經網絡訓練的目標輸出量；下降段神經網絡將步驟(1)中提取的每個下降段輸出信號y(t)和輸出信號y(t)局部極值，作為神經網絡訓練的目標輸入量，輸入信號u(t)為神經網絡訓練的目標輸出量；

(3)設計偽線性系統：采用切換開關，設計遲滯系統的逆系統，在輸入信號遞增時，逆系統的輸出為上升段神經網絡模型的輸出，在輸入遞減時，逆系統的輸出為下降段神經網絡模型的輸出；將逆系統與遲滯系統串聯，構成偽線性系統，而且偽線性系統的輸入是遲滯系統的期望輸出值y_d(t)，同時對期望輸出值y_d(t)進行在線局部極值檢測，將期望輸出值y_d(t)，以及檢測到的局部極值信號，同時作為偽線性系統的輸入。

2、根據權利要求1所述的遲滯系統的逆系統控制方法，其特征在于步驟(1)中提取的上升段局部極值信號，是與該上升時間段相鄰的前一下降段的輸出局部極值；提取的下降段局部極值信號，是與該下降時間段相鄰的前一上升段的輸出局部極值。

3、根據權利要求1所述的遲滯系統的逆系統控制方法，其特征在于步驟(2)中采用BP神經網絡建立三個輸入量、一個輸出量的逆系統，這3個輸入量分別是輸入信號u(t)、輸入信號的局部極小值、輸入信號局部極大值。

4、根據權利要求1所述的遲滯系統的逆系統控制方法，其特征在于步驟(3)的在線局部極值檢測時，將輸入信號依次通過微分器與延時器，比較輸入信號導數的當前值與前一時刻值，若當前值大于等于零，前一時刻值小于零，則認為前一時刻的輸入信號為局部極小值，并保持當前局部極小值直到下一個局部極小值出現；若輸入信號導數的當前值小于等于零，延時后信號大于零，則認為前一時刻的輸入信號為局部極大值，并保持當前局部極大值直到下一個局部極大值出現。