逆变弧焊电源的单神经元模型参考自适应控制.pdf

第2l卷专辑 青岛大学学报(工程技术版) Vol，21 Special 2006年7月 JOURNALOFQINGDAO JUIv 2006 uNIVERSITY(ET) 逆变弧焊电源的单神经元模型参考自适应控制 董雅倩，王春芳 66071) (青岛大学自动化工程学院，山东青岛2 摘要：研究了一种逆变弧焊电源的单神经元直接模型参考自适应控制系统，控制器采 用了新的误差函数，通过梯度下降法对单神经元参数进行在线调整使误差函数等于零， 使输出更好的跟踪参考模型输出。在Matlab／Simulink中对逆变弧焊电源的单神经元直接 模型参考自适应控制系统进行了仿真，仿真结果表明，控制器能够很好的跟踪给定值，并 且与传统的PID控制比较有较好的性能。 关键词：单神经元：模型参考：逆变弧焊电源 逆变弧焊电源是一种节能、高效、轻便的电 e=％～”时，通过梯度下降法产生AW、Ab，调 源，已广泛应用于国民生产的各个方面I，l。随着焊 整单神经元的权值、闽值W、b，改变控制器输 接技术的不断发展，对电源性能的要求不断提高，传 出．使”与靠趋于一致，误差函数8：／2趋于0。系 统的PI(比例积分)控制方式无法很好的满足要 统控制结构如图I所示。 求。目前已有许多智能控制方法，比如模糊控制【2】， 遗传算法【3】及其他非线性控制方法【4，”，应用到逆变 模型参考自适应控制中一个重要的步骤是选取 弧焊电源中。近年来，由单神经元构成的控制器嘲引 合适的参考模型。异步电机速度控制的基奉要求就 起了控制界的广泛兴趣。从理论上讲，由于神经网络 具有很强的信息综合能力，在计算速度能够保证的 条件下，可以解决任意复杂的控制问题。针对逆变弧 焊电源数字控制系统的特点，采用单个神经元实现 的自适应控制，已足以解决它对非线性控制和提高 鲁棒性的要求。本文首先设计了逆变弧焊电源的单 神经元模型参考自适应控制器，然后利用Matlab／ Simulink对弧焊过程中燃弧期问和短路期问的控制进 圈1单神经元直接模型参考白适应控制结构 行了仿真。从仿真结果中可以看出，本控制器不但具 有良好的给定跟随性能，还对参数变化只有较强的 是快速响应性，即对给定值的变化做出快速的响 抑制能力。 应，因此我们选取最简单的常值函数即速度给定值 作为参考模型。 1单神经元模型参考自适应控制器的 1．2逆变弧焊电源单神经元模型参考自适应控制器 的设计 设计 燃弧期间，系统处于电压闭环负反馈控制，结 1．1单神经元模型参考白适应控制器结构 构框图如图2所示。图中，以为给定的理想化的输 单神经元直接模型参考自适应控制f51是以参考模 丘 型输出儿作为理想输出，当被控对象由于环境或工 出电压(即为虬的理想值)·i翥是经过单神经 作状态的改变使其输出”偏离儿，产生误差 元模型参考自适应控制算法的电压信号仉到变压器 专辑 董雅倩，等：逆变弧焊电源的单神经元模型参考自适应控制 29 副边电压信号的各个环节的等效结构。其中 w(k+1)=Ⅳ@)+△∥ (6) 丘：坐