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基于径向基函数神经网络的压电式六维力传感器解耦算法
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP212.9[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] TN384[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:济南大学机械工程学院,山东济南250022
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51205165); 山东省自然科学基金联合专项资助项目(No.ZR2015EL031); 山东省教育厅科技发展计划资助项目(No.TJY1405)
中文摘要:

针对四点支撑结构的压电式六维力传感器线性度差,维间耦合严重的问题,提出了基于径向基函数(RBF)神经网络的解耦算法。分析了耦合产生的主要原因,建立了RBF神经网络模型。通过对六维力传感器进行标定实验获取解耦所需的实验数据,并对实验数据进行处理。然后采用RBF神经网络优化传感器输出系统的多维非线性解耦算法,解耦出传感器的输入输出映射关系,得到解耦后的传感器输出数据。对传感器解耦后的数据分析表明:采用RBF神经网络的解耦算法得到的最大Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别为1.29%、1.56%。结果显示:采用RBF神经网络的解耦算法,能够更加有效地减小传感器的Ⅰ类误差和Ⅱ类误差,满足了传感器两类误差指标均低于2%的要求。该算法有效地提高了传感器的测量精度,基本解决了传感器解耦困难的难题.

英文摘要:

For problems of poor linearity and too many inter-dimensional coupling errors of a four-point supporting piezoelectric six-dimensional force sensor, the decoupling algorithms based on Redial Basis Function (RBF) neural network were proposed. Main factors to produce coupling errors were analyzed and the RBF neural network was established. The six-dimensional force sensor was calibrated experimentally to obtain experimental data for decoupling, and the data were processed by the nonlinear decoupling algorithm based on RBF neural network. Then the mapping relation between input and output was acquired by decoupling and the decoupled data from the sensor was obtained. These data were analyzed, and the result shows that the biggest class Ⅰ error and class Ⅱ error by the proposed nonlinear decoupling algorithm based on RBF neural network are 1. 29% and 1. 56% respectively. The experimental analysis shows that it will effectively reduce the class Ⅰ errors and the class Ⅱ errors through nonlinear decoupling algorithm based on RBF neural network, and meets the requirements that the two kinds of error indicators of the sensor should be less than 2%. The proposed algorithm improves the measuring accuracy of sensors and overcomes the difficulty on decoupling.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699