自适应滑模控制原创研究与T4+ADAPT应用分析

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0 下载量 134 浏览量 更新于2024-11-15 收藏 53KB ZIP 举报
资源摘要信息:"sliding-mode-control.zip_I&I_OV3X_adaptive sliding_滑模控制_自适应滑模" 滑模控制(Sliding Mode Control,简称SMC)是一种非线性控制方法,其特点在于系统在经历一个短暂的过渡过程后,可以迫使系统的状态在有限时间内到达并保持在一个预先设定的滑模面(Sliding Surface)上,且之后的状态运动仅限于这个滑模面上,因此系统具有良好的鲁棒性。这种控制方式在存在参数变化或外部扰动的复杂系统中表现出优异的性能。 自适应滑模控制(Adaptive Sliding Mode Control)是一种扩展的滑模控制技术,它能够根据系统的运行情况和外界环境的变化自动调整控制器的参数,使得控制过程更加灵活,同时保持或提升系统的鲁棒性。自适应滑模控制的关键在于能够对系统模型的不确定性和外部扰动进行在线估计和补偿。 I&I理论,又称为干扰观测器理论(Disturbance Observer Theory),是一种用于观测并补偿系统中扰动影响的方法。在滑模控制中,I&I理论可以帮助提升控制精度和系统稳定性,通过构建干扰观测器来在线估计系统中未知的干扰和不确定项,进而通过控制策略对这些干扰进行抑制。 OV3X是可能是指某个具体的技术或控制策略的缩写,在此处的上下文中并未提供明确的解释。不过,考虑到OV3X出现在自适应滑模的标签中,可以推测OV3X可能是一种特定的控制算法或者控制系统的某部分。 压缩包中包含的文件名称“T4+ADAPT”暗示了其中可能包含了与T4型号或项目相关的自适应控制算法。由于信息有限,我们不能确切知道T4指的是什么,但可以合理推测这可能是一个特定的系统或模型,而“+ADAPT”表明在该系统或模型中实现了自适应控制特性。 在编写控制例程方面,基于I&I理论的自适应滑模变结构控制是一个较为复杂的过程,它通常需要综合数学建模、系统分析、控制理论、数字信号处理等多学科知识。创建这样的控制例程,不仅需要对系统动态有深入的理解,还需要运用高级的编程和仿真技术,以确保控制算法能够在实际硬件系统中得到有效的实施和验证。 在设计自适应滑模控制器时,工程师需要定义合适的滑模面,并设计出能够确保系统状态能够稳定到达该滑模面的切换函数。同时,控制器还需要能够根据系统的实时表现,自动调整参数以适应环境变化和系统特性变化。为了实现这一点,控制器中通常会集成一个自适应机制,这个机制可以通过监测系统的性能指标,如跟踪误差、控制器输出等,来实时调整滑模控制中的参数,如切换增益、边界层宽度等。 I&I理论在此过程中的应用主要体现在通过观测器来估计系统中的未知干扰,然后通过控制输入进行补偿,减少干扰对系统性能的影响。这种干扰的观测与补偿机制是自适应滑模控制能够有效应对不确定性和扰动的关键所在。 结合提供的信息,我们可以看出,该压缩包文件集合了滑模控制、自适应控制、I&I理论等多个高级控制策略,并且可能是针对特定的T4系统或项目所开发的控制例程。这些控制策略对于提高复杂动态系统的性能和稳定性,尤其是在面对不确定性和干扰时,具有重要的实际应用价值。

下面的这段python代码,哪里有错误,修改一下:import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import pandas as pd import torch import torch.nn as nn from torch.autograd import Variable from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler training_set = pd.read_csv('CX2-36_1971.csv') training_set = training_set.iloc[:, 1:2].values def sliding_windows(data, seq_length): x = [] y = [] for i in range(len(data) - seq_length): _x = data[i:(i + seq_length)] _y = data[i + seq_length] x.append(_x) y.append(_y) return np.array(x), np.array(y) sc = MinMaxScaler() training_data = sc.fit_transform(training_set) seq_length = 1 x, y = sliding_windows(training_data, seq_length) train_size = int(len(y) * 0.8) test_size = len(y) - train_size dataX = Variable(torch.Tensor(np.array(x))) dataY = Variable(torch.Tensor(np.array(y))) trainX = Variable(torch.Tensor(np.array(x[1:train_size]))) trainY = Variable(torch.Tensor(np.array(y[1:train_size]))) testX = Variable(torch.Tensor(np.array(x[train_size:len(x)]))) testY = Variable(torch.Tensor(np.array(y[train_size:len(y)]))) class LSTM(nn.Module): def __init__(self, num_classes, input_size, hidden_size, num_layers): super(LSTM, self).__init__() self.num_classes = num_classes self.num_layers = num_layers self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.seq_length = seq_length self.lstm = nn.LSTM(input_size=input_size, hidden_size=hidden_size, num_layers=num_layers, batch_first=True) self.fc = nn.Linear(hidden_size, num_classes) def forward(self, x): h_0 = Variable(torch.zeros( self.num_layers, x.size(0), self.hidden_size)) c_0 = Variable(torch.zeros( self.num_layers, x.size(0), self.hidden_size)) # Propagate input through LSTM ula, (h_out, _) = self.lstm(x, (h_0, c_0)) h_out = h_out.view(-1, self.hidden_size) out = self.fc(h_out) return out num_epochs = 2000 learning_rate = 0.001 input_size = 1 hidden_size = 2 num_layers = 1 num_classes = 1 lstm = LSTM(num_classes, input_size, hidden_size, num_layers) criterion = torch.nn.MSELoss() # mean-squared error for regression optimizer = torch.optim.Adam(lstm.parameters(), lr=learning_rate) # optimizer = torch.optim.SGD(lstm.parameters(), lr=learning_rate) runn = 10 Y_predict = np.zeros((runn, len(dataY))) # Train the model for i in range(runn): print('Run: ' + str(i + 1)) for epoch in range(num_epochs): outputs = lstm(trainX) optimizer.zero_grad() # obtain the loss function loss = criterion(outputs, trainY) loss.backward() optimizer.step() if epoch % 100 == 0: print("Epoch: %d, loss: %1.5f" % (epoch, loss.item())) lstm.eval() train_predict = lstm(dataX) data_predict = train_predict.data.numpy() dataY_plot = dataY.data.numpy() data_predict = sc.inverse_transform(data_predict) dataY_plot = sc.inverse_transform(dataY_plot) Y_predict[i,:] = np.transpose(np.array(data_predict)) Y_Predict = np.mean(np.array(Y_predict)) Y_Predict_T = np.transpose(np.array(Y_Predict))

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