模糊小脑神经网络在交流伺服系统上的应用

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模糊逻辑与神经网络技术集成,是近年来学术界与工程界非常关注的研究领域。神经网络擅长于系统辨识和按变化的环境进行自适应变化,而模糊推理系统则在对人类知识进行推理和决策方面占有优势,联合使用二者可以更有效地解决实际问题。小脑模型关节控制器(CMAC)作为一种基于局部逼近的简单快速的神经网络,与模糊逻辑相结合,构成模糊神经网络(FCMAC)控制。这种控制结构能很好的反映人脑认知的模糊性和连续性,有较强的自学习能力,能够克服单—CMAC控制和模糊控制的缺点,很好地适应复杂控制对象的要求。本文运用模糊小脑神经网络来解决某型号远程火箭炮控制系统中随动系统部分控制问题,并在前人工作的基础上,深入研究了小脑神经网络结构辨识和模糊控制的若干问题。本文主要研究的内容:①采用小脑神经网络对交流伺服系统进行系统辨识;②采用模糊小脑神经网络构造交流伺服系统的的智能控制器,引入常规PD反馈控制器,使系统稳定抑制扰动;③建立基于Matlab的交流伺服系统软件仿真平台进行仿真分析,由仿真结果可以看出,模糊CMAC神经网络控制效果好,减小了超调,加快了控制响应速度。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4页
1 绪论第7-13页
    1.1 课题背景概述第7-8页
    1.2 智能控制的发展第8-10页
        1.2.1 智能控制的研究对象第8页
        1.2.2 智能控制系统的主要功能第8-9页
        1.2.3 智能控制技术的主要方法第9-10页
    1.3 智能控制在交流伺服系统中的应用第10-11页
    1.4 本文的主要任务第11-13页
2 交流伺服系统的结构第13-21页
    2.1 系统简介第13-14页
    2.2 CDM-1398 PC/104 CPU模块第14-15页
        2.2.1 CDM-1398性能特点第14页
        2.2.2 CDM-1398硬件设置第14-15页
    2.3 数据输入输出模块第15-16页
        2.3.1 CDM-1140模块第15-16页
        2.3.2 DMM-16-AT模块第16页
    2.4 旋转变压器及RDC转换模块第16-18页
        2.4.1 J70XFS011旋转变压器第17页
        2.4.2 MTS16转换模块第17-18页
        2.4.3 转换数据的读取第18页
    2.5 伺服放大器电路第18页
    2.6 交流调速系统第18-21页
        2.6.1 变频驱动器第19-20页
            2.6.1.1 PSR4/5电源模块第19页
            2.6.1.2 BDS4变频驱动器第19-20页
        2.6.2 交流同步伺服电机第20-21页
3 模糊控制与神经网络原理第21-30页
    3.1 模糊控制原理第21-24页
        3.1.1 模糊控制系统的组成第22-23页
        3.1.2 模糊控制的基本原理第23页
        3.1.3 基本模糊控制器的设计第23-24页
    3.2 神经网络原理第24-28页
        3.2.1 人工神经网络概述第24-25页
        3.2.2 单神经元模型第25-26页
        3.2.3 人工神经网络模型第26-27页
        3.2.4 人工神经网络学习第27-28页
    3.3 模糊神经网络系统第28-30页
4 CMAC神经网络概述及辨识第30-44页
    4.1 CMAC神经网络第30-37页
        4.1.1 CMAC的概述第30-31页
        4.1.2 CMAC网络结构第31-36页
        4.1.3 CMAC网络的训练第36-37页
    4.2 基于CMAC神经网络的系统辨识第37-41页
        4.2.1 系统辨识概述第37-38页
        4.2.2 神经网络训练集的选择第38-39页
        4.2.3 网络结构第39-40页
        4.2.4 CMAC网络算法的实现第40-41页
    4.3 交流伺服系统的辨识第41-44页
5 模糊CMAC神经网络控制器的设计第44-54页
    5.1 模糊小脑神经控制系统概述第44-46页
        5.1.1 模糊小脑神经网络的理论基础第44-45页
        5.1.2 模糊小脑神经网络控制结构第45-46页
    5.2 FCMAC技术第46-47页
        5.2.1 模糊CMAC的模型结构第46页
        5.2.2 FCMAC工作过程分析第46-47页
    5.3 基于交流伺服系统的模糊CMAC控制器的设计第47-54页
        5.3.1 FCMAC控制器结构第47-49页
        5.3.2 FCMAC网络控制器参数的确定及学习算法第49-54页
6 系统仿真及调试第54-61页
    6.1 仿真结果第54-60页
    6.2 仿真结论第60-61页
结论第61-62页
致谢第62-63页
参考文献第63-65页
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