写一个模糊自适应神经网络滑模控制ABS单轮模型代码

时间: 2023-07-04 12:04:14 浏览: 126
以下是一个简单的模糊自适应神经网络滑模控制ABS单轮模型代码,供参考: ```python import numpy as np import skfuzzy as fuzz # 定义系统参数 m = 250 # 质量 b = 25 # 阻尼系数 g = 9.81 # 重力加速度 r = 0.3 # 轮胎半径 J = 1 # 车轮转动惯量 C = 2000 # 制动器常数 k1 = 1000 # 滑移系数1 k2 = 1500 # 滑移系数2 k3 = 2000 # 滑移系数3 k4 = 2500 # 滑移系数4 k5 = 3000 # 滑移系数5 k6 = 3500 # 滑移系数6 k7 = 4000 # 滑移系数7 k8 = 4500 # 滑移系数8 k9 = 5000 # 滑移系数9 k10 = 5500 # 滑移系数10 k11 = 6000 # 滑移系数11 k12 = 6500 # 滑移系数12 k13 = 7000 # 滑移系数13 k14 = 7500 # 滑移系数14 k15 = 8000 # 滑移系数15 k16 = 8500 # 滑移系数16 # 定义输入变量和输出变量 speed = np.arange(0, 101, 1) # 车速 slip_ratio = np.arange(0, 1.01, 0.01) # 滑移比 brake_force = np.arange(0, 5001, 1) # 制动力 # 定义模糊变量 speed_low = fuzz.trimf(speed, [0, 0, 50]) speed_medium = fuzz.trimf(speed, [0, 50, 100]) speed_high = fuzz.trimf(speed, [50, 100, 100]) slip_ratio_low = fuzz.trimf(slip_ratio, [0, 0, 0.5]) slip_ratio_medium = fuzz.trimf(slip_ratio, [0, 0.5, 1]) slip_ratio_high = fuzz.trimf(slip_ratio, [0.5, 1, 1]) brake_force_weak = fuzz.trimf(brake_force, [0, 0, 2500]) brake_force_medium = fuzz.trimf(brake_force, [0, 2500, 5000]) brake_force_strong = fuzz.trimf(brake_force, [2500, 5000, 5000]) # 建立模糊规则 rule1 = np.fmax(speed_low, slip_ratio_low) rule2 = np.fmax(speed_low, slip_ratio_medium) rule3 = np.fmax(speed_low, slip_ratio_high) rule4 = np.fmax(speed_medium, slip_ratio_low) rule5 = np.fmax(speed_medium, slip_ratio_medium) rule6 = np.fmax(speed_medium, slip_ratio_high) rule7 = np.fmax(speed_high, slip_ratio_low) rule8 = np.fmax(speed_high, slip_ratio_medium) rule9 = np.fmax(speed_high, slip_ratio_high) # 进行模糊推理 brake_force_weakness = np.fmax(fuzz.interp_membership(speed, speed_low, 40), fuzz.interp_membership(slip_ratio, slip_ratio_low, 0.2)) brake_force_mediumness = np.fmax(fuzz.interp_membership(speed, speed_medium, 60), fuzz.interp_membership(slip_ratio, slip_ratio_medium, 0.5)) brake_force_strongness = np.fmax(fuzz.interp_membership(speed, speed_high, 80), fuzz.interp_membership(slip_ratio, slip_ratio_high, 0.8)) # 合并模糊输出 brake_force_combined = np.fmax(brake_force_weakness * brake_force_weak, np.fmax(brake_force_mediumness * brake_force_medium, brake_force_strongness * brake_force_strong)) # 定义滑模控制器 def sgn(x): if x > 0: return 1 elif x < 0: return -1 else: return 0 def sliding_mode_control(slip_ratio, d_slip_ratio, d2_slip_ratio, brake_force, d_brake_force): k = 1000 alpha = 3 beta = 1 u = k * sgn(d_slip_ratio) + alpha * d_slip_ratio + beta * d2_slip_ratio brake_force = brake_force + u brake_force = np.clip(brake_force, 0, C) return brake_force # 定义神经网络控制器 def neural_network_control(speed, slip_ratio, brake_force): w1 = np.array([0.5, 0.2, 0.3]) w2 = np.array([-0.1, 0.4, -0.2]) w3 = np.array([0.3, -0.2, 0.5]) b1 = 0.2 b2 = -0.1 b3 = 0.3 x = np.array([speed, slip_ratio, brake_force]) y1 = np.sum(x * w1) + b1 y2 = np.sum(x * w2) + b2 y3 = np.sum(x * w3) + b3 y = 1 / (1 + np.exp(-np.array([y1, y2, y3]))) return y[0] # 模拟ABS单轮模型 dt = 0.1 # 采样时间 t = np.arange(0, 10, dt) # 时间向量 slip_ratio = np.zeros_like(t) # 滑移比 brake_force = np.zeros_like(t) # 制动力 for i in range(1, len(t)): # 计算滑移比和制动力 slip_ratio[i] = (r * speed[i-1] - r * speed[i]) / (r * speed[i-1]) slip_ratio_error = slip_ratio[i] - slip_ratio[i-1] slip_ratio_error_dot = (slip_ratio_error - (slip_ratio[i-1] - slip_ratio[i-2])) / dt brake_force_error = neural_network_control(speed[i-1], slip_ratio[i], brake_force[i-1]) - brake_force[i-1] brake_force_error_dot = (brake_force_error - (brake_force[i-1] - brake_force[i-2])) / dt brake_force[i] = sliding_mode_control(slip_ratio[i], slip_ratio_error, slip_ratio_error_dot, brake_force[i-1], brake_force_error_dot) # 制动器反应延迟 if i > 10: brake_force[i] = brake_force[i-10] # 输出结果 print('Time:', t[i], 'Speed:', speed[i-1], 'Slip Ratio:', slip_ratio[i], 'Brake Force:', brake_force[i]) ``` 此代码仅供参考,具体实现可能需要根据具体问题进行调整。
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