改进粒子群优化滚珠丝杠进给系统BP神经网络PID控制策略研究

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	改进粒子群优化滚珠丝杠进给系统BP神经网络PID控制策略研究
	吴沁1 ; 周顺仟 1; 王星联 2
	2024-02-26
发表期刊	西安交通大学学报
ISSN	0253-987X
页码	1-10
摘要	针对传统的BP神经网络PID(BP-PID)控制因其初始权值随机，导致系统的收敛速度较慢、控制前期会有较大误差和BP神经网络初始权值优化等问题，建立了滚珠丝杠进给系统伺服三环模型，设计了BP-PID控制器，提出了一种二阶振荡混沌映射粒子群算法(SCMPSO)优化滚珠丝杠进给系统BP-PID控制器。首先，混沌映射初始化粒子位置，使粒子均匀分布于空间，增加粒子解的多样性；随后，提出一种非线性余弦自适应惯性权重，以平衡算法的全局搜索能力和局部搜索能力；其次，在算法中引入二阶振荡环节，在面对突变多峰干扰时，能及时跳出局部最优解。研究结果表明：当加入外界干扰时，SCMPSO-BP-PID在正向进给时段的位移平均误差为0.013 mm，相比SAWPSO-BP-PID、LDWPSO-BP-PID、PSO-BP-PID这3种控制策略分别提升约45.8%、55.2%、61.7%；当加入阶跃响应时，SCMPSO-BP-PID的最大超调量仅为0.029，系统调节时间和峰值时间相比3种控制策略均有较大提升，拥有着较高的控制精度和稳定性。
关键词	滚珠丝杠 BP-PID控制器混沌映射二阶振荡粒子群
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收录类别	北大核心 ; CSCD
语种	中文
资助项目	国家自然科学基金资助项目(51965037;52365057)
中图分类号	TH132;TP18;TP273
原始文献类型	学术期刊
引用统计
文献类型	期刊论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/169750
专题	机电工程学院
作者单位	1.兰州理工大学机电工程学院; 2.兰州石化公司
第一作者单位	机电工程学院
第一作者的第一单位	机电工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	吴沁,周顺仟,王星联. 改进粒子群优化滚珠丝杠进给系统BP神经网络PID控制策略研究[J]. 西安交通大学学报,2024:1-10.
APA	吴沁,周顺仟,&王星联.(2024).改进粒子群优化滚珠丝杠进给系统BP神经网络PID控制策略研究.西安交通大学学报,1-10.
MLA	吴沁,et al."改进粒子群优化滚珠丝杠进给系统BP神经网络PID控制策略研究".西安交通大学学报 (2024):1-10.