2的陽極通過電阻RlO與電源連接，發(fā)光二極管D2的陰極接地，光敏二極管Dl的陰極 與電源連接，光敏二極管Dl的陽極通過電阻Rll接地，光敏二極管Dl的陽極通過電容C3 與運放TAA861的正輸入端連接，運放TAA861的正輸入端還依次通過電阻R13和電阻R4與 電源連接，運放TAA861的正輸入端還依次通過電阻R13和電阻R5與接地，運放TAA861的 負輸入端依次通過電阻R6和電容C2接地，運放TAA861的負輸入端依次通過電阻R14和電 阻R17與電源連接，運放TAA861的輸出端通過電容Cl與運放TAA861的反饋端連接，運放 TAA861的輸出端輸出用于與平臺控制器連接的反饋信號。
[0030] 本實施例中的遲滯控制模塊用于模擬壓電陶瓷執(zhí)行器遲滯非線性特性，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 建模模塊為兩層結(jié)構(gòu)，包括一個隱層和一個輸出層，包含多個神經(jīng)元模塊（包括激勵函數(shù) 模塊和權(quán)值模塊）；誤差變換模塊的功能是將系統(tǒng)誤差通過一定的變換，預(yù)先設(shè)定在期望 的誤差范圍內(nèi)；自適應(yīng)控制模塊輸入信號為誤差變換后的誤差，對轉(zhuǎn)換的誤差進行實時控 制和調(diào)整；壓電陶瓷執(zhí)行器動態(tài)系統(tǒng)模塊為壓電陶瓷執(zhí)行器系統(tǒng)的動力學(xué)模型。具體步驟 如下：搭建壓電陶瓷執(zhí)行器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遲滯模型。自適應(yīng)控制輸出信號V和動態(tài)遲滯算子 輸出信號f(v)連接到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模模塊，動態(tài)遲滯算子表達式如下所示：
[0031] /(V)= l-ttexp(-|v-vp|) (v_5)x(l + /?exp(-卜 1)) + /(?)
[0032] vp表示與當(dāng)前輸入相鄰的先前輸入極值；f(v p)表示輸入極值\為設(shè)定值時的輸 出極值；α，β為可調(diào)參數(shù)。
[0033] 通過上述公式的遲滯算子，將遲滯的多映射特性轉(zhuǎn)化為一一映射，給定改進的激 勵函數(shù)模塊Φ(ν，?·(ν))和權(quán)重模塊Wt= [Wl，W2，…W1]，以保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遲滯模型輸出有 界。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遲滯模型輸出為公式為：
[0035] 本實施例提供了一種簡單方便，成本低廉的實驗室控制平臺，實現(xiàn)簡單，控制精 準(zhǔn)，適合大學(xué)生各種實驗。
[0036] 以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的 限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項】
1. 一種實驗室控制平臺，由電源供電，其特征在于：包括平臺、平臺傳動器、平臺電機、 平臺電機驅(qū)動器、平臺位移檢測裝置、平臺控制器、通訊電路、控制電腦、D/A轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電 路、壓電陶瓷執(zhí)行器、執(zhí)行器位移檢測裝置和A/D轉(zhuǎn)換器，所述平臺控制器通過通訊電路與 控制電腦電連接，所述平臺控制器通過平臺電機驅(qū)動器與平臺電機連接，所述平臺電機的 輸出軸通過平臺傳動器與平臺機械連接，所述平臺位移檢測裝置配設(shè)在所述平臺電機的輸 出軸上，平臺位移檢測裝置的輸出端與平臺控制器電連接，所述控制電腦通過D/A轉(zhuǎn)換器 與驅(qū)動電路的輸入端連接，驅(qū)動電路的輸出端與壓電陶瓷執(zhí)行器連接，對應(yīng)壓電陶瓷執(zhí)行 器配設(shè)有執(zhí)行器位移檢測裝置，執(zhí)行器位移檢測裝置通過A/D轉(zhuǎn)換器與控制電腦電連接， 所述平臺位移檢測裝置包括配設(shè)在平臺上的光柵尺和光柵尺電路，所述光柵尺電路包括發(fā) 光二極管D2、光敏二極管D1、電阻R10、電阻R11、電阻R4、電阻R5、電阻R3、電阻R6、電阻 R14、電阻R17、運放TAA861、電容CU電容C2、電容C3和電容C4,電源通過電容C4接地，發(fā) 光二極管D2的陽極通過電阻RlO與電源連接，發(fā)光二極管D2的陰極接地，光敏二極管Dl的 陰極與電源連接，光敏二極管Dl的陽極通過電阻Rll接地，光敏二極管Dl的陽極通過電容 C3與運放TAA861的正輸入端連接，運放TAA861的正輸入端還依次通過電阻R13和電阻R4 與電源連接，運放TAA861的正輸入端還依次通過電阻R13和電阻R5與接地，運放TAA861 的負輸入端依次通過電阻R6和電容C2接地，運放TAA861的負輸入端依次通過電阻R14和 電阻R17與電源連接，運放TAA861的輸出端通過電容Cl與運放TAA861的反饋端連接，運 放TAA861的輸出端與平臺控制器的計數(shù)器端連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗室控制平臺，其特征在于：所述控制電腦為配設(shè)有誤差 變換模塊、自適應(yīng)控制模塊和遲滯控制模塊的控制電腦，所述誤差變換模塊的輸入量為給 定量和執(zhí)行器位移檢測裝置的反饋值，所述誤差變換模塊的輸出至與自適應(yīng)控制模塊的輸 入值連接，所述自適應(yīng)控制模塊的輸出至遲滯控制模塊，遲滯控制模塊的輸出值輸出對壓 電陶瓷執(zhí)行器進行控制。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實驗室控制平臺，其特征在于：所述遲滯控制模塊包括遲滯 模塊、遲滯算子模塊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，遲滯模塊、遲滯算子模塊的輸入端均與自適應(yīng)控制模 塊的輸出端連接，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸入端與遲滯算子模塊的輸出端連接，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的 輸入端還與自適應(yīng)控制模塊的輸出端連接，遲滯模塊輸出正反饋值與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊輸出的 負反饋值共同輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的反饋端。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的實驗室控制平臺，其特征在于：所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為包含若干個 神經(jīng)元模塊的兩層結(jié)構(gòu)，所述兩層結(jié)構(gòu)為一個隱層和一個輸出層，所述每個神經(jīng)元模塊均 包括激勵函數(shù)模塊和權(quán)值模塊；誤差變換模塊是將系統(tǒng)誤差通過變換處于預(yù)先設(shè)定在期望 的誤差范圍內(nèi)；自適應(yīng)控制模塊輸入信號為誤差變換后的誤差，對轉(zhuǎn)換的誤差進行實時控 制和調(diào)整，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出端輸出控制信號對壓電陶瓷執(zhí)行器進行控制。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗室控制平臺，其特征在于：所述平臺控制器為51單片 機，所述通訊電路包括MX232芯片和九針接口，所述51單片機的通訊串口依次通過MX232 芯片和九針接口與控制電腦電連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗室控制平臺，其特征在于：所述平臺電機驅(qū)動器包括PffM 波形產(chǎn)生電路和信號處理電路構(gòu)成，所述PWM波形產(chǎn)生電路由74LS373芯片和8253芯片組 成的，所述平臺控制器通過74LS373芯片與8253芯片的輸入端連接，8253芯片的輸出端通 過信號處理電路與所述平臺電機電連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗室控制平臺，其特征在于：所述信號處理電路包括L298N 芯片、74ALS04芯片、電阻RU光耦U2、電阻R2、電阻R3、電阻R8、三極管Q1、與門U3和與門 U4, 74ALS04芯片的輸入端與平臺控制器連接，74ALS04芯片的輸出端通過電阻Rl與光耦U2 的輸入端連接，光耦U2的輸出端通過電阻R2接地，光耦U2的輸出端通過電阻R3與三極管 Ql的基極連接，三極管Ql的集電極通過電阻R8與電源連接，三極管Ql的發(fā)射極接地，三 極管Ql的集電極還與與門U3的第二輸入端連接，三極管Ql的集電極還與與門U4的第一 輸入端連接，與門U3的第一輸入端和與門U4的第二輸入端分別與平臺控制器的輸出端連 接，與門U3的輸出端和與門U4的輸出端分別與L298N芯片連接，L298N芯片的輸出端與平 臺電機連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實驗室控制平臺。解決了現(xiàn)有技術(shù)供學(xué)生使用的精密實驗平臺不足，精密實驗臺價格太高的問題，技術(shù)方案為：包括平臺、平臺傳動器、平臺電機、平臺電機驅(qū)動器、平臺位移檢測裝置、平臺控制器、通訊電路、控制電腦、D/A轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動電路、壓電陶瓷執(zhí)行器、執(zhí)行器位移檢測裝置和A/D轉(zhuǎn)換器，平臺控制器通過通訊電路與控制電腦電連接，平臺控制器通過平臺電機驅(qū)動器與平臺電機連接，平臺電機的輸出軸通過平臺傳動器與平臺機械連接，平臺位移檢測裝置配設(shè)在平臺電機的輸出軸上，平臺位移檢測裝置的輸出端與平臺控制器電連接。本發(fā)明提供了一種簡單方便，成本低廉的實驗室控制平臺,實現(xiàn)簡單，控制精準(zhǔn)，適合大學(xué)生各種實驗。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105116782
【申請?zhí)枴緾N201510173666
【發(fā)明人】李建春
【申請人】寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年4月14日