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扫描隧道显微镜精密工作台的神经网络控制
  • ISSN号:1006-9798
  • 期刊名称:《青岛大学学报:工程技术版》
  • 时间:0
  • 分类:TH742[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061, [2]泰山学院物理系,山东泰安271021
  • 相关基金:国家自然科学基金重大研究计划资助项目(90307003);国家自然科学基金资助项目(10572078);山东省自然科学基金资助项目(Y2003G03)
中文摘要:

针对目前扫描隧道显微镜超高精度位移的要求,提出了一种基于神经网络的精密工作台控制方案。在分析微位移机构工作原理的基础上,建立了工作台的数学模型。神经网络辨识器在线辨识工作台的机械参数,神经网络自学习PID控制器代替传统PID控制器,实现了样本的在线采集,有效克服了神经网络控制器需要离线训练的缺点。利用BP网络的自学习和自适应能力,实时调整网络加权值,改变控制器的控制系数,增强了系统的实时控制性能。实验结果表明,相对于传统PID控制算法,参考位移量为10Fm时,达到稳态值的时间从3.8S缩短到1.8S,稳态误差从4.29/6减小到1.99/6。

英文摘要:

According to the request of ultra-high precision control for stage of STM, a new control scheme based on neural network is proposed. The mathematical model is set up by analyzing the principle of the actuator. Mechanical parameters are identified on-line by the neural identifier. The traditional PID controller is replaced by a neural network self-learning PID controller. The on-line collection of sample is realized. The disadvantage of controller's off-line training is overcome. The weights of BP network and the parameters of neural net PID controller can be adjusted by the functions of self-learning and adaptability. The performance of real control system is enhanced. The results of experiment show that the response time is shortened from 3.8 s to 1.8 s, and the stable error is reduced from 4.2 % to 1.9 % under a displacement of 10 μm.

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期刊信息
  • 《青岛大学学报:工程技术版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:山东省教育厅
  • 主办单位:青岛大学
  • 主编:邵峰晶
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  • 邮编:266071
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  • 国际标准刊号:ISSN:1006-9798
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1268/TS
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