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[发明专利]压电微动平台基于Hopfield神经网络估计器的自适应控制方法-CN202210045711.5有效
发明人： 周淼磊;王一帆;赵晨;张晨;聂琳琳;王萍;侯涛;刘云;卢辉遒;高巍 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-01-16 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种压电微动平台基于Hopfield神经网络估计器的自适应控制方法，属于微纳控制技术领域。将压电微动平台表征为带有迟滞输入的离散非仿射非线性函数的形式，在广义Lipschitz条件下，采用动态线性化方法和最优算法设计自适应控制器，然后设计Hopfield神经网络估计器对控制器未知参数进行在线调整，该方法利用系统已知的先验知识将系统迟滞非线性描述为可公式化的Bouc‑Wen模型，避免对影响系统性能敏感因素考虑不全而导致闭环系统精度不高甚至失稳的问题。Hopfield神经网络估计器对系统输出值进行估计，直观地反应估计器性能，所设计控制器无需离线建模就能实现压电微动平台的高精度跟踪控制。
压电微动平台基于 hopfield 神经网络估计自适应控制方法

[发明专利]一种考虑输入迟滞的压电微定位平台的自适应模糊输出反馈控制方法-CN202310362064.5在审
发明人： 周淼磊;聂琳琳;高巍;于业伟;苏良才;方舟;杨晓宁;张宇鹤;张鑫宇;刘云;侯涛 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-04-07 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑输入迟滞的压电微定位平台的自适应模糊输出反馈控制方法，步骤包括：1)建立具有迟滞非线性的压电微定位平台模型；2)基于模糊逻辑系统构造新型非线性扩张状态观测器以观测系统不可测状态、迟滞非线性和外部扰动；3)基于命令滤波动态面技术设计命令滤波补偿信号、虚拟控制律和自适应律；4)基于步骤1)‑3)和李雅普诺夫稳定性理论，设计压电微定位平台的自适应模糊输出反馈控制器。本发明所述控制方法利用新型非线性扩张状态观测器同时估计系统不可测状态和包括迟滞及外部扰动在内的系统广义扰动，解决了解析迟滞逆模型难以构造的问题，有效消除了输入迟滞的影响，实现了压电微定位平台的高精度跟踪控制。
一种考虑输入迟滞压电定位平台自适应模糊输出反馈控制方法

[发明专利]一种考虑非对称率相关迟滞输入的压电微定位平台有限时间自适应模糊动态面控制方法-CN202310408098.3在审
发明人： 周淼磊;聂琳琳;高巍;于业伟;张晨;苏良才;方舟;杨晓宁;张宇鹤;张鑫宇;卢辉遒 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑非对称率相关迟滞输入的压电微定位平台有限时间自适应模糊动态面控制方法，本发明的目的是解决目前控制方法存在的状态变量难以获取、控制器暂态性能差且非对称率相关迟滞特性难以处理的问题。步骤为：步骤1：建立压电微定位平台的数学模型；步骤2：利用迟滞补偿器消除非对称率相关迟滞，构造模糊状态观测器以估计难以测量的系统状态；步骤3：基于一阶跟踪微分器和动态面技术设计自适应更新律、跟踪微分补偿机制以及虚拟控制律；对模糊逻辑系统更新；步骤4：利用有限时间自适应模糊动态面控制器，结合李雅普诺夫稳定性理论和有限时间收敛性准则，选取合适的设计参数，保证闭环系统在有限时间内稳定。
一种考虑对称相关迟滞输入压电定位平台有限时间自适应模糊动态控制方法

[发明专利]一种压电陶瓷微动平台的数据驱动自适应滑模迭代控制方法-CN202310094284.4在审
发明人： 周淼磊;李天南;王一帆;赵晨;方舟;于业伟;高巍 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-02-10 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种压电陶瓷微动平台的数据驱动自适应滑模迭代控制方法，属于微纳控制技术领域。该方法在基于紧格式动态线性化的数据驱动自适应滑模迭代控制中引入了自适应学习率，设计数据驱动控制器。与现有的技术相比，本发明不需要任何压电陶瓷微动平台的迟滞非线性模型等其他模型的信息，引入了紧格式动态线性化数据模型，避免了对平台建模的复杂过程和所建模型的精确度对控制器有效性的影响；在迭代过程中采用自适应学习率，使得在每一时刻算法都能选取到最合适的学习率从而进一步提高控制器的控制性能。
一种压电陶瓷微动平台数据驱动自适应滑模迭代控制方法

[发明专利]一种压电微动平台基于play算子的数据驱动自适应控制方法-CN202211430308.0在审
发明人： 周淼磊;赵晨;王一帆;于业伟;胡柄宇;谷永强;李天南;苏良才 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种压电微动平台基于play算子的数据驱动自适应控制方法，属于控制工程技术领域。本发明方法考虑压电微动平台本身明显的迟滞非线性，并引入外生变量函数即多个play算子加权叠加表达式，描述该迟滞非线性特性，仅依靠系统的输入输出数据设计了一种基于play算子的数据驱动自适应控制方法。可以更准确地描述压电微动平台的迟滞非线性，能够避免平台本身复杂迟滞非线性和模型精度对于控制器有效性的影响；本发明在数据驱动控制方法的框架下考虑了压电微动平台典型的迟滞非线性特性，降低了伪偏导数矩阵估计的复杂度，减轻了改进投影算法的参数估计负担，进一步提高了控制器的控制精度，使压电微动平台具有良好的轨迹跟踪效果。
一种压电微动平台基于 play 算子数据驱动自适应控制方法

[实用新型]一种基于物联网的车内信息实时监控儿童保护装置-CN202222025473.X有效
发明人：裴浩宇;祁超;郑鹏;周淼磊 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-08-03 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： B60R21/02 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种基于物联网的车内信息实时监控儿童保护装置，其中的破窗机构，自带电源驱动，在停车断电的状态下依然能够保证运行。坐垫下方的多组压力传感器使得可以对区域压力进行便捷的检测，从而根据区域内压力的变化，实现对上方事物为何进行判断，提升装置检测的精准性，利用温度传感器和二氧化碳浓度传感器对车内信息进行监控，并在控制器的处理下，实现对破窗机构的控制以及利用通讯模块对外部人员进行通知，利用两手准备，提升对于车内儿童生命安全的保障效果，本发明装置在座椅上的便捷安装。
一种基于联网信息实时监控儿童保护装置

[发明专利]血管机器人耦合建模及鲁棒自适应控制方法-CN202110604422.X有效
发明人： 周淼磊;陈文雪;张晨;高巍;于业伟;王一帆;聂琳琳 -专利权人：吉林大学
申请日： 2021-05-31 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种血管机器人耦合建模及鲁棒自适应控制方法，属于控制技术领域。本发明的目的是基于螺旋理论、对偶四元数建立血管机器人姿轨一体化运动学、动力学耦合模型，设计重力‑浮力补偿装置，并充分分析血液脉动流场效应的影响，最后设计具有一定控制精度鲁棒自适应控制方案的血管机器人耦合建模及鲁棒自适应控制方法。本发明建立血管机器人姿轨一体化运动学、动力学耦合模型；建立重力‑浮力补偿装置；结合血管壁运动对血液流速的影响最终对血管机器人所受阻力进行分析；设计鲁棒自适应控制器。本发明可在血液中不接触血管进行螺旋游动，从而实现血管机器人对血管组织无损伤的效果，对血管机器人在医疗领域的应用有着重要的意义。
血管机器人耦合建模自适应控制方法

[发明专利]压电驱动微定位平台的无抖振滑模控制方法-CN202010454454.1有效
发明人： 周淼磊;潘炜;徐瑞;高巍 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-05-26 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G05B19/19 文献下载
摘要：一种压电驱动微定位平台的无抖振滑模控制方法，属于精密运动控制领域。本发明的目的是采用基于粒子群的约束广义预测算法实现平台精密定位控制的压电驱动微定位平台的无抖振滑模控制方法。本发明的步骤是：建立基于Duhem的带有未知扰动的压电驱动微定位平台系统模型，并且根据其系统模型推导出压电驱动微定位平台系统状态关系方程；设计基于扰动估计器的无抖振等效滑模控制器，得到控制信号，并且控制压电驱动微定位平台系统状态关系方程，从而实现对压电驱动微定位平台的高精度定位控制。本发明用粒子群优化算法代替广义预测控制中的滚动优化过程对输入约束与输入变化率约束进行处理，实现压电陶瓷微定位平台的精密定位控制，可扩展到更多优化问题的求解，解决更多领域的问题。
压电驱动定位平台无抖振滑模控制方法

[发明专利]基于子空间辨识的压电直线电机建模方法-CN202211388896.6在审
发明人： 周淼磊;胡柄宇;赵晨;张宇鹤;杨晓宁;王一帆;耿翔宇 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于子空间辨识的行走式压电直线电机的建模方法，该方法改进了传统子空间辨识算法在闭环条件下的有偏性以及无法在线更新的缺点。本发明考虑实际测量过程中存在的噪声以及工作环境中的噪声，将行走式压电直线电机抽象为变量含误差模型。该系统模型根据输入数据和输出数据构造的Hankel矩阵并对输出方程进行递推获得系统广义输入输出方程，通过引入与输出输入数据有关的辅助变量消除噪声干扰，进一步得到系统状态空间矩阵估计。由于辅助变量的特殊形式，利用递推RQ算法实现在线辨识，并通过引入与系统矩阵特征值相关的遗忘因子提高辨识精度。解决了行走式压电直线电机由于复杂的机械结构以及存在噪声的实际工况引发的建模困难问题。
基于空间辨识压电直线电机建模方法

[发明专利]磁控形状记忆合金执行器的ARPI模型迟滞建模方法-CN202211388880.5在审
发明人： 周淼磊;谷永强;王一帆;聂琳琳;张鑫宇;赵晨;胡柄宇 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：一种磁控形状记忆合金执行器的ARPI模型迟滞建模方法，属于控制技术领域。本发明所采用的方法是：提出非对称play算子并引入非线性多项式，建立非对称的PI模型；根据非对称的PI模型，引入率相关项，建立ARPI模型；根据磁控形状记忆合金执行器测得所需的输入输出数据；用RBF神经网络辨识ARPI模型的参数向量，进而得到参数自适应的磁控形状记忆合金执行器的ARPI模型。本发明提升了模型对非对称和率相关特性的迟滞非线性的建模效果。与传统PI模型相比，提升了建模的精度，为磁控形状记忆合金执行器在后续的控制器的设计和高精密定位控制中的应用奠定了理论基础。
形状记忆合金执行 arpi 模型迟滞建模方法

[发明专利]压电陶瓷微定位平台建模方法-CN202010445381.X有效
发明人： 周淼磊;柴聪;徐瑞;于业伟;韩志武 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-05-24 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种压电陶瓷微定位平台建模方法，属于控制技术领域。本发明的目的是使Hammerstein‑like模型结构能够精确地描述压电陶瓷微定位平台的率相关迟滞特性，以提高压电陶瓷微定位平台的定位控制精度的压电陶瓷微定位平台建模方法。本发明步骤是：确定描述压电陶瓷微定位平台迟滞特性的Hammerstein‑like模型结构与组成，用1hz的正弦静态电压驱动压电陶瓷微定位平台，得到对应的输出位移，获得一系列密度函数值与模型实际输出，采用直接辨识方法得到动态最小二乘支持向量机子模型，由设定的驱动电压得到对应的静态模型输出和动态非线性子模型，通过离线辨识与在线辨识的结合完成整个Hammerstein‑like模型的建立。本发明实现了离线与在线辨识方法的灵活应用，与平台的精密定位控制奠定了基础。
压电陶瓷定位平台建模方法

[发明专利]基于粒子群-蚁群并行交叉算法的改进PI模型辨识方法-CN202010481274.2有效
发明人： 周淼磊;孙丽媛;王一帆;徐瑞;杨立平;高巍;韩志武 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-05-31 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：一种基于粒子群‑蚁群并行交叉算法的改进PI模型辨识方法，属于系统辨识技术领域。本发明的目的是利用具有变化斜率的改进Play算子和死区算子实现了对传统PI模型的改进，使建立的模型具有描述非对称迟滞特性能力的基于粒子群‑蚁群并行交叉算法的改进PI模型辨识方法。本发明步骤是：得到改进的PI模型，设计粒子群‑蚁群并行交叉算法辨识改进PI模型的参数，搭建压电微定位平台采集辨识模型所需的数据，依据步骤二所述的粒子群‑蚁群并行交叉算法辨识最终的模型参数并给出建模结果。本发明对于推进研究消除压电微定位平台迟滞非线性的方法，推广压电微定位平台使用，具有很大的研究意义。
基于粒子并行交叉算法改进 pi 模型辨识方法

[发明专利]考虑约束条件的压电陶瓷微定位平台轨迹跟踪控制方法-CN202010481100.6有效
发明人： 周淼磊;柴聪;徐瑞;于业伟;韩志武 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-05-31 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种考虑约束条件的压电陶瓷微定位平台轨迹跟踪控制方法，属于精密运动控制领域。本发明的目的是采用一种广义预测控制补偿迟滞特性对于压电陶瓷微定位平台在精确定位中的影响。本发明首先建立能够描述压电陶瓷微定位平台特性的约束模型，由迟滞部分和线性部分构成；然后构建约束广义预测控制器框架，利用预测模型获得压电定位系统的预测未来时刻输出值；并利用粒子群优化算法代替传统广义预测控制算法中的滚动优化过程，之后按照粒子群优化算法的位置与速度更新方式进行粒子寻优直到达到最大迭代次数；最后得到压电定位系统当前时刻控制量，并且证明系统稳定性。本发明能够满足系统约束条件并减少迟滞特性对压电陶瓷微定位平台定位控制的不良影响，实现精密轨迹跟踪控制。
考虑约束条件压电陶瓷定位平台轨迹跟踪控制方法

[发明专利]压电直线电机的滤波器型二阶终端离散滑模控制器设计方法-CN202110675463.8有效
发明人： 周淼磊;刘晓阳;王一帆;高巍;冉再庆;候大为;彭吉 -专利权人：吉林大学;长春国科精密光学技术有限公司
申请日： 2021-06-17 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： H02N2/06 文献下载
摘要：一种压电直线电机的滤波器型二阶终端离散滑模控制器，属于控制工程技术领域。本发明的目的是减弱了传统离散滑模控制器在对强非线性被控对象进行控制时超调较大、调节时间较长、易振荡等问题对控制精度的影响，实现了对压电直线电机高精度控制的压电直线电机的滤波器型二阶终端离散滑模控制器。本发明根据频域性能指标设计串联校正控制器；在设计的串联校正控制器基础上，引入扰动估计项，建立带有扰动估计的压电直线电机的等效输入‑输出动态模型；在系统精确模型难以获得的情况下，设计基于带有扰动估计的动态模型设计滤波器型2‑TDSMC。本发明对提高电机的定位精度，推进超高精密领域与集成电路制造产业的发展具有十分重要的研究意义。
压电直线电机滤波器型二阶终端离散控制器设计方法

[发明专利]改进Bouc-Wen模型迟滞建模方法-CN201910524873.5有效
发明人： 周淼磊;张晨;于业伟;张颖;吴忠实 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-06-18 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：一种改进Bouc‑Wen模型迟滞建模方法，属于控制技术领域。本发明的目的是将Bouc‑Wen模型作为模糊神经网络的后件网络部分，使Bouc‑Wen模型的参数可以自适应的根据神经网络进行调整，并且让压电陶瓷微定位平台的频率相关和幅值相关的非对称迟滞环，从而实现高精度迟滞建模的改进Bouc‑Wen模型迟滞建模方法。本发明的步骤是：推导出离散化的Bouc‑Wen参数模型方程；构造出改进的Bouc‑Wen模型；根据压电陶瓷微定位平台测量得到建模所需的数据；用梯度下降法方法和得到的输入输出数据对。本发明极大的提高了模型对频率相关和幅值相关的非对称迟滞环的建模效果，为压电陶瓷微定位平台以后的控制器的设计和实际应用奠定了基础。
改进 bouc wen 模型迟滞建模方法

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