浙江大学;杭州爱力智控技术有限公司朱恺获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学;杭州爱力智控技术有限公司申请的专利基于神经网络自抗扰控制的音圈电机驱动阀控制器获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120010249B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510071639.7,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权基于神经网络自抗扰控制的音圈电机驱动阀控制器是由朱恺;王学国;张鹤;赵春晓;季清华;张斌;曹会杰;陈威;王谦设计研发完成,并于2025-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于神经网络自抗扰控制的音圈电机驱动阀控制器在说明书摘要公布了:本发明提出了一种基于神经网络自抗扰控制的音圈电机驱动阀控制器及其控制方法,所述控制器包括目标控制信号预处理模块、阀芯位移传感器、实时误差计算单元、控制器模块、扩张状态观测器和自抗扰控制器。本发明对目标控制信号进行预处理,得到平滑目标位移控制曲线,避免系统响应过冲;本发明采用神经网络、自抗扰控制和信号预处理相结合的控制方法,通过神经网络对自抗扰算法参数的实时自整定,提高了音圈电机驱动阀高精度高响应位置控制的环境适应性和鲁棒性。针对不同工况对自抗扰算法设定参数进行实时整定;通过自抗扰控制实时观测和补偿系统扰动,实现对音圈电机驱动阀主阀芯的精确位置控制。
本发明授权基于神经网络自抗扰控制的音圈电机驱动阀控制器在权利要求书中公布了:1.一种基于神经网络自抗扰控制的音圈电机驱动阀控制方法,其特征在于,包括如下步骤: S1、获得被控音圈电机驱动阀的目标控制信号,对目标控制信号进行预处理,将目标控制信号处理为包含加速阶段、恒速阶段、减速阶段的平滑目标位移控制曲线; S2、实时获取被控音圈电机驱动阀的阀芯位移,将阀芯位移信号与S1处理得到的平滑目标位移输入信号进行作差,计算出实时误差信号; S3、基于音圈电机驱动阀的当前工作状态,控制器模块利用训练好的神经网络模型获得自抗扰控制器的反馈增益参数和扩张状态观测器的工作参数;所述神经网络模型基于音圈电机驱动阀当前的阀芯位移、阀芯速度及阀芯加速度信号,实时调整自抗扰控制器的反馈增益和扩张状态观测器参数;神经网络模型采用三层前馈神经网络结构,输入层输入阀芯位移、阀芯速度及阀芯加速度信号,中间隐含层采用ReLU激活函数,输出层的输出为系统非线性估计值;神经网络模型训练过程中采用误差反向传播算法,以优化模型参数; S4、扩张状态观测器根据S3得到的工作参数,输出当前系统的总扰动估计值;扩张状态观测器对音圈电机驱动阀的扰动、非线性动态特性和未建模误差进行估计,扩张状态观测器的输出为估计的总扰动,定义如下: d^t=Lo·y-y^; 其中,d^t为总扰动估计值,Lo为观测增益矩阵,即扩张状态观测器的工作参数,y为阀芯的实际位移,y^为估计的阀芯位移;通过调节Lo的大小,控制扩张状态观测器对扰动的响应速度,从而优化控制效果; S5、基于实时误差信号、总扰动估计值和反馈增益参数,控制器模块采用自抗扰控制器对实时误差信号进行动态调整,输出控制指令驱动所述音圈电机驱动阀;自抗扰控制器根据扩张状态观测器的扰动估计结果,将实时误差信号通过非线性反馈公式进行调整: ut=-K·et-Kd·et+d^t; 其中,ut为控制指令,et为实时误差信号,d^t为扰动估计,K和Kd为反馈增益系数。
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