[發明專利]一種結構AMD主動控制器

無效

• 申請號: 201310423384.3
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103499923A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 陳雙葉;張微敬;陳亞偉;孫炎珺
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.一種結構AMD主動控制器，其特征在于：包括處理器核心電路（1）、控制器電源電路（2）、存儲器電路（3）、以太網接口電路（4）、RS232通訊電路（5）、LCD及觸摸屏電路（6）、傳感器信號輸入電路（7）、控制輸出電路（8），其中：

處理器核心電路（1）分別與所述的控制器電源電路（2）、存儲器電路（3）、以太網接口電路（4）、RS232通訊電路（5）、LCD及觸摸屏電路（6）、傳感器信號輸入電路（7）以及控制輸出電路（8）相連；

處理器核心電路（1）的A/D轉換接口和傳感器信號輸入電路（7）相連接，讀取結構的位移和速度信號，并將采集到的信號通過內部存儲器接口存儲在存儲器電路（3）中；在處理器核心電路（1）的控制下，運行存儲在存儲器電路（3）中的自適應模糊滑模控制算法程序得到需要輸出的控制量u，通過信號控制輸出電路（8）輸出控制信號，實現對AMD作動器的控制；

控制器電源電路（2）用來為處理器核心電路（1）、存儲器電路（3）、以太網接口電路（4）、RS232通訊電路（5）、LCD及觸摸屏電路（6）、傳感器信號輸入電路（7）、控制輸出電路（8）提供電源；

存儲器電路（3）用來存放處理器核心電路（1）運行的程序代碼和運行過程中的數據；

以太網接口電路（4）用來實現和上位機的網絡連接；

RS232通訊電路（5）用來實現和上位機的通信連接；

LCD及觸摸屏電路（6）用來實現數據顯示和參數設置；

傳感器信號輸入電路（7）用來采集結構的位移和速度信號的放大，在處理器核心電路（1）的控制下，實現信號采集，其信號和處理器核心電路（1）的相應的接口連接；

控制輸出電路（8）用來將處理器核心電路（1）計算得到的控制量轉換成模擬的電壓信號，實現對AMD作動器的控制，其信號和處理器核心電路（1）的相應的接口連接。

2.根據權利要求1所述的自適應模糊滑模控制算法，其特征在于：含有以下步驟：

步驟1：初始化，

設置被控結構的初始狀態設置被控結構的控制目標給定值X_S=(0,0)^T，被控結構的狀態用表示，其中，x表示被控結構的位移，表示被控結構的加速度；將被控結構狀態劃分為M個模糊等級；

步驟2：讀取被控結構的狀態，被控結構的狀態通過位移傳感器和速度傳感器獲得；

步驟3：計算步驟2得到的被控結構狀態變量中的第i個分量x_i在模糊集合上的隸屬度其中，i=1、2，j=1，...，M，M表示被控結構狀態劃分的模糊等級，模糊集合表示結構狀態變量中的第i個分量在模糊等級j上的模糊集合，選用三角函數作為隸屬函數α(x)，x_i/α(x_i)表示選用三角函數計算結構狀態變量中的第i個分量x_i的隸屬度；

步驟4：將步驟2得到的被控結構的狀態數據代入滑模面函數，得到對應的滑模面參數s，計算公式如下：

其中：x為被控結構的位移量，為結構的加速度，c₁為大于0小于等于1的常量；

步驟5：計算自適應模糊滑模控制律，計算公式如下：

u·=-c1x··-f(x|θ)-(D+η)sgn(s),]]>

其中：u為輸出控制力，

c₁為一大于0小于等于1的常數，

D為外界干擾力的上界，

η為一大于0小于等于1的常數，

x表示被控結構的位移狀態變量，

表示被控結構的加速度狀態變量；

f(x|θ)=θ^Tξ(x)，

其中θ=(y¹,…,y^M)^T，yⁱ為可以調整的參數，0<yⁱ≤1，

ξ(x)=(ξ¹(x),...,ξ^M(x))^T,其中

sgn(·)為標準函數，

步驟6、跳轉至步驟2，循環執行。