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??座右铭：行百里者，半于九十。
目录
💥1 概述
? 环形转子由叶轮 、轴承、永磁体 、导磁环 、衔铁和永磁体保持架组成 ，环形定子由外 筒、内环和线圈组成。其 中，环形转 子的磁极(衔铁 )与环形定子的极靴相对应且 同轴?，而转子的叶轮暴露在引信体的外表面以将弹丸飞行时所产生 的气动能转换 为转 子转动 的机 械能。这样 ，弹丸飞行时所产生的气动能就驱动发电机转子的叶轮带动发电机的转子转动 ，形成变化的旋转磁场 ，从而导致发电机的电枢中产生感应 电动势 。
📚2 运行结果
2.1 利用PID来控制低压转速回路
2.2 将DRNC用于发动机转子转速的控制：
部分代码：
%将DRNC用于发动机转子转速的控制
%考虑双输入双输出
%Author:Taylon
%------------------------------------------------------------
clearvars;clc;
ALR=readfis('LR_engine2');
A=[-2.01 2.06;-0.0044 -2.92];
B=[0.84 1.2;0.53 0.28];
C=[1 0;-0.86 5.08];
D=[0 0;-0.21 0.56];
engine=ss(A,B,C,D);
Ts=0.04;
engineD=c2d(engine,Ts);
%step(engine,'-',engineD,'--')
%初始化控制对象
%ts=0.001; ? %采样步长
L=500; ? ? %仿真时长
r=zeros(L,1);
yr=zeros(L,1);
y=zeros(L,1);
u=zeros(L,1);
ec=zeros(L,1);
em=zeros(L,1);
yu=zeros(L,1);
ym=zeros(L,1);
alpha=0; ?%动量系数
etaC=0.2; ? %学习率
etaI=0.4;
%maxS=2; ? ? %灵敏度最大值
%初始化DRNC(控制器)
Nc=6;pc=3;qc=1;
wc_in1=zeros(Nc,L);wc_in1(:,1)=0.1*ones(Nc,1);
wc_in2=zeros(Nc,L);wc_in2(:,1)=0.1*ones(Nc,1);
wc_in3=zeros(Nc,L);wc_in3(:,1)=0.1*ones(Nc,1);
wc_r=zeros(Nc,L);wc_r(:,1)=0.1*ones(Nc,1);
wc_out=zeros(Nc,L);wc_out(:,1)=0.1*ones(Nc,1);
Sc=zeros(Nc,L);diffSc=zeros(Nc,L);
Hc=zeros(Nc,L);
bhc=zeros(Nc,L);
boc=0.1*ones(1,L);
%权值的分配:[p*N N N q*N]，一共分为6个部分
gradWc=0.01*ones((pc+qc+2)*Nc,L);
deltaWc=0.01*ones((pc+qc+2)*Nc,L);
gradBoc=0.01*ones(1,L);
deltaBoc=0.2*ones(1,L);
etac=0.08*ones(6,L);
p1c=Nc;p2c=2*Nc;
p3c=3*Nc;p4c=4*Nc;p5c=5*Nc;
Pc=zeros(Nc,L);
Q1c=zeros(Nc,L);Q2c=zeros(Nc,L);Q3c=zeros(Nc,L);
%初始化DRNI(识别器)
Ni=4;pi=2;qi=1;
wi_in1=zeros(Ni,L);wi_in1(:,1)=0.1*ones(Ni,1);
wi_in2=zeros(Ni,L);wi_in2(:,1)=0.1*ones(Ni,1);
wi_r=zeros(Ni,L);wi_r(:,1)=0.1*ones(Ni,1);
wi_out=zeros(Ni,L);wi_out(:,1)=0.1*ones(Ni,1);
Si=0.1*ones(Ni,L);diffSi=0.1*ones(Ni,L);
Hi=zeros(Ni,L);
bi=0.1*ones(Ni,L);
%权值的分配:[p*N N N q*N]，一共分为5个部分
gradWi=zeros((pi+qi+2)*Ni,L);
deltaWi=zeros((pi+qi+2)*Ni,L);
etai=zeros(5,L);
p1i=Ni;p2i=2*Ni;
p3i=3*Ni;p4i=4*Ni;
Pi=zeros(Ni,L);
Q1i=zeros(Ni,L);Q2i=zeros(Ni,L);
PITr=[ones(L/2,1);zeros(L/2,1)]; ? ? %目标转速
nL=zeros(L,1); ? ? ?%实际低压转速
PIT=zeros(L,1); ? ? ?%实际高压转速
wf=zeros(L,1); ? ? ?%燃油量
%仿真开始
for k=2:1:L
? ? %控制对象更新
? ? r(k)=PITr(k);
? ? yr(k)=PITr(k);
? ??
? ? xk=engineD.A*[nL(k-1);PIT(k-1)]+engineD.B*[wf(k);0];
? ? yk=engineD.C*[nL(k-1);PIT(k-1)]+engineD.D*[wf(k);0];
? ? nL(k)=xk(1);PIT(k)=xk(2);
? ? y(k)=PIT(k);u(k)=wf(k);
? ??
? ? %DRNC更新
? ? Hc(:,k)=wc_in1(:,k-1)*r(k)+wc_in2(:,k-1)*u(k-1)+wc_in3(:,k-1)*y(k-1)+wc_r(:,k-1).*Sc(:,k-1)+bhc(:,k-1);
? ? Sc(:,k)=Acfun(Hc(:,k));
? ? u(k)=(wc_out(:,k-1))'*Sc(:,k)+boc(k);
? ? wf(k+1)=u(k);
? ??
? ? %DRNI更新
? ? Hi(:,k)=wi_in1(:,k-1)*u(k)+wi_in2(:,k-1)*y(k-1)+wi_r(:,k-1).*Si(:,k-1)+bi(:,k-1);
? ? Si(:,k)=Acfun(Hi(:,k));
? ? ym(k)=(wi_out(:,k-1))'*Si(:,k);
? ??
? ? ec(k)=yr(k)-y(k);
? ? em(k)=y(k)-ym(k);
? ? %反馈阶段
? ? %求取灵敏度yu(k)
? ? yu(k)=wi_out(:,k-1)'*((1-Si(:,k).^2).*wi_in1(:,k-1));
? ??
? ? %计算DRNC权值梯度
? ? gradWc(p5c+1:end,k)=ec(k)*yu(k)*Sc(:,k); ? ? %输出权值梯度
? ? diffSc(:,k)=diffAcfun(Hc(:,k));
? ? gradWc(p4c+1:p5c,k)=ec(k)*yu(k)*wc_out(:,k-1).*diffSc(:,k); ? %隐含层偏置梯度
? ? Pc(:,k)=diffSc(:,k).*(Sc(:,k-1)+wc_r(:,k-1).*Pc(:,k-1));
? ? gradWc(p3c+1:p4c,k)=ec(k)*yu(k)*wc_out(:,k-1).*Pc(:,k); ? ? ? %循环权值梯度
? ? Q3c(:,k)=diffSc(:,k).*(y(k-1)+wc_r(:,k-1).*Q3c(:,k-1));
? ? gradWc(p2c+1:p3c,k)=ec(k)*yu(k)*wc_out(:,k-1).*Q3c(:,k); ? ? ? %第三个输入权值梯度
? ? Q2c(:,k)=diffSc(:,k).*(u(k-1)+wc_r(:,k-1).*Q2c(:,k-1));
? ? gradWc(p1c+1:p2c,k)=ec(k)*yu(k)*wc_out(:,k-1).*Q2c(:,k); ? ? ? %第二个输入权值梯度
? ? Q1c(:,k)=diffSc(:,k).*(r(k)+wc_r(:,k-1).*Q1c(:,k-1));?
? ? gradWc(1:p1c,k)=ec(k)*yu(k)*wc_out(:,k-1).*Q1c(:,k); ? ? ? %第一个输入权值梯度
? ? gradBoc(k)=ec(k)*yu(k);
? ? %计算DRNC自适应学习率
? ? etac(6,k)=evalfis([abs(ec(k)) max(abs(gradWc(p5c+1:end,k)))],ALR);
? ? etac(5,k)=evalfis([abs(ec(k)) max(abs(gradWc(p4c+1:p5c,k)))],ALR);
? ? etac(4,k)=evalfis([abs(ec(k)) max(abs(gradWc(p3c+1:p4c,k)))],ALR);
? ? etac(3,k)=evalfis([abs(ec(k)) max(abs(gradWc(p2c+1:p3c,k)))],ALR);
? ? etac(2,k)=evalfis([abs(ec(k)) max(abs(gradWc(p1c+1:p2c,k)))],ALR);
? ? etac(1,k)=evalfis([abs(ec(k)) max(abs(gradWc(1:p1c,k)))],ALR);
? ? %etac(:,k)=etaC*(2*ec(k))^2;
? ? %计算权值变化量
? ? deltaWc(p5c+1:end,k)=etac(6,k)*gradWc(p5c+1:end,k);
? ? deltaWc(p4c+1:p5c,k)=etac(5,k)*gradWc(p4c+1:p5c,k);
? ? deltaWc(p3c+1:p4c,k)=etac(4,k)*gradWc(p3c+1:p4c,k);
? ? deltaWc(p2c+1:p3c,k)=etac(3,k)*gradWc(p2c+1:p3c,k);
? ? deltaWc(p1c+1:p2c,k)=etac(2,k)*gradWc(p1c+1:p2c,k);
? ? deltaWc(1:p1c,k)=etac(1,k)*gradWc(1:p1c,k);
? ? deltaBoc(k)=etac(6,k)*gradBoc(k);
? ??
? ? %权值更新
? ? wc_out(:,k)=wc_out(:,k-1)+deltaWc(p5c+1:end,k);
? ? bhc(:,k)=bhc(:,k-1)+deltaWc(p4c+1:p5c,k);
? ? wc_r(:,k)=wc_r(:,k-1)+deltaWc(p3c+1:p4c,k);
? ? wc_in3(:,k)=wc_in3(:,k-1)+deltaWc(p2c+1:p3c,k);
? ? wc_in2(:,k)=wc_in2(:,k-1)+deltaWc(p1c+1:p2c,k);
? ? wc_in1(:,k)=wc_in1(:,k-1)+deltaWc(1:p1c,k);
? ? boc(k)=boc(k-1)+deltaBoc(k);
? ??
? ? %计算DRNI权值梯度
? ? gradWi(p4i+1:end,k)=em(k)*Si(:,k); ? ? %输出权值梯度
? ? diffSi(:,k)=diffAcfun(Hi(:,k));
? ? gradWi(p3i+1:p4i,k)=em(k)*wi_out(:,k-1).*diffSi(:,k); ? %隐含层偏置梯度
? ? Pi(:,k)=diffSi(:,k).*(Si(:,k-1)+wi_r(:,k-1).*Pi(:,k-1));
? ? gradWi(p2i+1:p3i,k)=em(k)*wi_out(:,k-1).*Pi(:,k); ? ? ? %循环权值梯度
? ? Q2i(:,k)=diffSi(:,k).*(y(k-1)+wi_r(:,k-1).*Q2i(:,k-1));
? ? gradWi(p1i+1:p2i,k)=em(k)*wi_out(:,k-1).*Q2i(:,k); ? ? ? %第二个输入权值梯度
? ? Q1i(:,k)=diffSi(:,k).*(u(k)+wi_r(:,k-1).*Q1i(:,k-1));?
? ? gradWi(1:p1i,k)=em(k)*wi_out(:,k-1).*Q1i(:,k); ? ? ? %第一个输入权值梯度
? ? %计算DRNI自适应学习率
% ? ? etai(5,k)=1./max(gradWi(p4i+1:end,k).^2);
% ? ? etai(4,k)=1./max(gradWi(p3i+1:p4i,k).^2);
% ? ? etai(3,k)=1./max(gradWi(p2i+1:p3i,k).^2);
% ? ? etai(2,k)=1./max(gradWi(p1i+1:p2i,k).^2);
% ? ? etai(1,k)=1./max(gradWi(1:p1i,k).^2);
? ? etai(:,k)=etaI;
? ? %计算权值变化量
? ? deltaWi(p4i+1:end,k)=etai(5,k)*gradWi(p4i+1:end,k)+alpha*deltaWi(p4i+1:end,k-1);
? ? deltaWi(p3i+1:p4i,k)=etai(4,k)*gradWi(p3i+1:p4i,k)+alpha*deltaWi(p3i+1:p4i,k-1);
? ? deltaWi(p2i+1:p3i,k)=etai(3,k)*gradWi(p2i+1:p3i,k)+alpha*deltaWi(p2i+1:p3i,k-1);
? ? deltaWi(p1i+1:p2i,k)=etai(2,k)*gradWi(p1i+1:p2i,k)+alpha*deltaWi(p1i+1:p2i,k-1);
? ? deltaWi(1:p1i,k)=etai(1,k)*gradWi(1:p1i,k)+alpha*deltaWi(1:p1i,k-1);
? ??
? ? %权值更新
? ? wi_out(:,k)=wi_out(:,k-1)+deltaWi(p4i+1:end,k);
? ? bi(:,k)=bi(:,k-1)+deltaWi(p3i+1:p4i,k);
? ? wi_r(:,k)=wi_r(:,k-1)+deltaWi(p2i+1:p3i,k);
? ? wi_in2(:,k)=wi_in2(:,k-1)+deltaWi(p1i+1:p2i,k);
? ? wi_in1(:,k)=wi_in1(:,k-1)+deltaWi(1:p1i,k);
end
%展示
kk=1:L;
P1=figure(1);
set(P1,'position',[200 400 800 600]);
plot(kk,y,'b--',kk,yr,'k-',kk,ym,'r:');
legend('实际输出','目标输出','识别输出');
🎉3 参考文献
[1]王劲松,林明耀,钱元成.微型稳速无刷直流电动机结构和控制分析[J].微特电机,2004(08):11-13.