本發(fā)明涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于pid串級(jí)智能系統(tǒng)的全民書(shū)柜。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的日益提高，越來(lái)越多的人注重精神食糧，每次去圖書(shū)館借書(shū)品讀并不能被大部分人所能接受，而且圖書(shū)館并不是每處都有，去書(shū)店購(gòu)買(mǎi)新書(shū)品讀完了，若不能更好地二次利用，又顯得不環(huán)保。

因此，一種共享式全民書(shū)柜的出現(xiàn)尤為重要，公交站臺(tái)，公共服務(wù)場(chǎng)所，小區(qū)內(nèi)均可設(shè)立此裝置，譬如人們?cè)诘裙坏臅r(shí)候可以在站臺(tái)附近的全民書(shū)柜上借上一本書(shū)細(xì)細(xì)品讀，每次根據(jù)借閱時(shí)間的長(zhǎng)短扣取相應(yīng)的費(fèi)用，所借書(shū)籍可以在任意全民書(shū)柜點(diǎn)進(jìn)行還書(shū)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，提供一種基于pid串級(jí)智能系統(tǒng)的全民書(shū)柜，目的在于解決現(xiàn)有圖書(shū)在讀者在借取過(guò)程中的不便利，通過(guò)智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)內(nèi)設(shè)計(jì)的基于pid串級(jí)智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)樣本書(shū)位置的閉環(huán)控制，通過(guò)傳動(dòng)件和樣本書(shū)的雙閉環(huán)控制來(lái)提高樣本書(shū)取書(shū)過(guò)程的快速響應(yīng)、控制精度和魯棒性，使樣本書(shū)迅速到達(dá)取書(shū)口。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

基于pid串級(jí)智能系統(tǒng)的全民書(shū)柜，包括書(shū)柜本體，所述書(shū)柜本體包括整體框架（1），整體框架（2）內(nèi)設(shè)置有存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（24）、取書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（25）以及智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)（26）；整體框架（1）一側(cè)設(shè)置有多個(gè)進(jìn)書(shū)口（16），相對(duì)側(cè)設(shè)置有與進(jìn)書(shū)口（16）數(shù)量匹配的取書(shū)口（2），進(jìn)書(shū)口（16）與取書(shū)口（2）之間形成多個(gè)獨(dú)立的取書(shū)通道（27），取書(shū)通道（27）內(nèi)設(shè)置有取書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（25），上部設(shè)置有存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（24），存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（24）、取書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（25）與智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)（26）控制連接，智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)（26）內(nèi)設(shè)計(jì)有復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)。

本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（24）包括第一支撐板（12），第一支撐板（12）上部通過(guò)絲杠（4）驅(qū)動(dòng)連接有第二支撐板（13），第二支撐板（13）底部?jī)蓚?cè)通過(guò)設(shè)置于第一支撐板（12）上表面的導(dǎo)軌（3）與第一支撐板（12）滑動(dòng)連接，絲杠（4）一端通過(guò)第一步進(jìn)電機(jī)（8）驅(qū)動(dòng)；第二支撐板（13）上部設(shè)置有輸送帶（11），輸送帶（11）外側(cè)上方為樣本書(shū)（5），輸送帶（11）兩端通過(guò)滾筒（7）與第二支撐板（13）轉(zhuǎn)動(dòng)連接，其中一個(gè)滾筒（7）通過(guò)嚙合的齒輪組（10）與減速電機(jī)（9）連接；

所述取書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（25）包括設(shè)置于進(jìn)書(shū)口（16）底部外側(cè)的第二步進(jìn)電機(jī)（17），第二步進(jìn)電機(jī)（17）傳動(dòng)側(cè)設(shè)置有表面帶有螺旋形槽口傳動(dòng)件（14），所述的傳動(dòng)件（14）設(shè)置于取書(shū)通道（27）內(nèi)，其長(zhǎng)度與取書(shū)通道（27）相匹配。

本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)（26）包括單片機(jī)處理器（19）、光電傳感器（18）、速度傳感器（22）、驅(qū)動(dòng)器（20）、以及直流電源（23），單片機(jī)處理器（19）中設(shè)計(jì)有復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)，所述復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器組成，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器構(gòu)成取書(shū)過(guò)程中樣本書(shū)位置的串級(jí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)取書(shū)過(guò)程中的樣本書(shū)位置的實(shí)時(shí)控制；其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器的輸出作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器的輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器的輸出作為控制第二步進(jìn)電機(jī)（17）速度的調(diào)節(jié)量，速度傳感器（22）的輸出作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器的反饋量構(gòu)成傳動(dòng)件（14）的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)第二步進(jìn)電機(jī)（17）的速度的閉環(huán)調(diào)節(jié)；光電傳感器（18）的輸出作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器的反饋量，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)樣本書(shū)位置的閉環(huán)控制，通過(guò)傳動(dòng)件（14）和樣本書(shū)的雙閉環(huán)控制來(lái)提高樣本書(shū)取書(shū)過(guò)程的快速響應(yīng)、控制精度和魯棒性，使樣本書(shū)迅速到達(dá)取書(shū)口（2）。

本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述絲杠（4）與導(dǎo)軌（3）互為平行設(shè)置，絲杠（4）、導(dǎo)軌（3）、滾筒（7）兩端均通過(guò)支承座（6）與第一支撐板（12）連接。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

所述進(jìn)書(shū)口（16）上端設(shè)置有向內(nèi)側(cè)壁傾斜的傾斜板（15），傾斜板（15）底部與進(jìn)書(shū)口（16）側(cè)壁形成落書(shū)通道（28），傾斜板（15）上端高度低于、或與輸送帶（11）高度相等。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

所述進(jìn)書(shū)口（16）、取書(shū)口（2）均設(shè)置有電磁鐵開(kāi)關(guān)門(mén)。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

所述書(shū)柜本體上設(shè)置有鏈接圖書(shū)信息的二維碼。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

所述取書(shū)口（2）、進(jìn)書(shū)口（16）、取書(shū)通道（27）的尺寸與存放書(shū)籍尺寸相匹配。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

所述傳動(dòng)件（14）采用硬質(zhì)彈簧。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

所述導(dǎo)軌（3）采用光桿導(dǎo)軌。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：

一、本發(fā)明由于采用復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)，取書(shū)過(guò)程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器是根據(jù)樣本書(shū)位置的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器輸出來(lái)調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬質(zhì)彈簧狀態(tài)的隨動(dòng)系統(tǒng)，副調(diào)節(jié)器回路已經(jīng)盡可能把被控過(guò)程中對(duì)硬質(zhì)彈簧狀態(tài)變化劇烈、頻繁和幅度大的主要擾動(dòng)包括在副調(diào)節(jié)器回路中，這些副調(diào)節(jié)器回路對(duì)影響取書(shū)過(guò)程中樣本書(shū)位置的二次擾動(dòng)具有很強(qiáng)的抑制能力和自適應(yīng)能力，二次擾動(dòng)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器回路和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器回路的調(diào)節(jié)對(duì)主被控量取書(shū)過(guò)程中的樣本書(shū)位置的影響很小，所以取書(shū)過(guò)程中樣本書(shū)位置變化幅度小和穩(wěn)定，系統(tǒng)能夠快速使樣本書(shū)到達(dá)取書(shū)口，提高響應(yīng)速度、控制精度和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

二、本發(fā)明取書(shū)過(guò)程中執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬質(zhì)彈簧作為被控對(duì)象具有非線性、時(shí)滯和時(shí)變性的特性，主調(diào)節(jié)器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid和副調(diào)節(jié)器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和pid控制器的優(yōu)點(diǎn)，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)pid的功能，實(shí)現(xiàn)了pid控制器參數(shù)的自整定，該智能控制器具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性能，該控制系統(tǒng)根據(jù)取書(shū)過(guò)程硬質(zhì)彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)對(duì)樣本書(shū)位置和硬質(zhì)彈簧實(shí)施雙閉環(huán)控制，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，能夠適應(yīng)諸多擾動(dòng)因素影響，具有良好的魯棒性。

三、本發(fā)明采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器的輸出作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器的輸入，提高了系統(tǒng)的快速性和抗擾能力，提高樣本書(shū)取書(shū)過(guò)程控制系統(tǒng)的魯棒性，響應(yīng)速度快，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可以迅速遏制硬質(zhì)彈簧變化波動(dòng)對(duì)樣本書(shū)位置的影響，可以使樣本書(shū)迅速到達(dá)取書(shū)口。

四、本發(fā)明涉及pid控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和串級(jí)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)了復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)性能好、穩(wěn)態(tài)精度高、魯棒性較強(qiáng)的自適應(yīng)的智能控制器，克服了單純pid控制對(duì)大慣性大延遲對(duì)象調(diào)節(jié)品質(zhì)差、抗干擾性弱的缺點(diǎn)，將該控制系統(tǒng)用于取書(shū)過(guò)程中樣本書(shū)位置的控制具有較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)跟蹤性能和抗干擾能力以及良好的動(dòng)靜態(tài)性能指標(biāo)。與原有的常規(guī)控制相比該控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)、響應(yīng)速度和穩(wěn)定性能都明顯提高，樣本書(shū)位置的控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)和穩(wěn)定性能好，具有較好的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

五、當(dāng)用戶需要借閱書(shū)籍的時(shí)候，只需要打開(kāi)與裝置配套的手機(jī)app，通過(guò)掃描書(shū)柜上的二維碼，即可顯示出當(dāng)前書(shū)柜里現(xiàn)有書(shū)籍，用戶可以根據(jù)需求在手機(jī)app上（或者書(shū)柜外部控制面板）上輸入書(shū)的序列號(hào)，相對(duì)應(yīng)的書(shū)柜門(mén)會(huì)打開(kāi)，用戶方可取出書(shū)，當(dāng)用戶需要還書(shū)的時(shí)候只需要將書(shū)在配套軟件上進(jìn)行掃碼，然后將書(shū)放入還書(shū)口，書(shū)通過(guò)帶傳動(dòng)及螺旋傳動(dòng)將書(shū)送到相匹配的進(jìn)書(shū)口，書(shū)經(jīng)過(guò)傾斜板豎直掉入硬質(zhì)彈簧的槽口，第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)硬質(zhì)彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將書(shū)傳遞到最前端，即送到取書(shū)口的位置，當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到書(shū)到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，第二步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體框架示意圖；

圖2為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明齒輪嚙合示意圖；

圖5為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明電氣控制流程圖；

圖7為本發(fā)明取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)圖。

具體實(shí)施方式

如附圖1至7所示，本發(fā)明包括整體框架1，整體框架2內(nèi)設(shè)置有存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)24、取書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)25以及智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)26；整體框架1一側(cè)設(shè)置有多個(gè)進(jìn)書(shū)口16，相對(duì)側(cè)設(shè)置有與進(jìn)書(shū)口16數(shù)量匹配的取書(shū)口2，進(jìn)書(shū)口16與取書(shū)口2之間形成多個(gè)獨(dú)立的取書(shū)通道27，取書(shū)通道27內(nèi)設(shè)置有取書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)25，上部設(shè)置有存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)24，存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)24、取書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)25與智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)26控制連接，智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)26內(nèi)設(shè)計(jì)有復(fù)合智能控制器-pid多串級(jí)的智能控制系統(tǒng)。存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)24包括第一支撐板12，第一支撐板12上部通過(guò)絲杠4驅(qū)動(dòng)連接有第二支撐板13，第二支撐板13底部?jī)蓚?cè)通過(guò)設(shè)置于第一支撐板12上表面的導(dǎo)軌3與第一支撐板12滑動(dòng)連接，絲杠4一端通過(guò)第一步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)；第二支撐板13上部設(shè)置有輸送帶11，輸送帶11外側(cè)上方為樣本書(shū)5，輸送帶11兩端通過(guò)滾筒7與第二支撐板13轉(zhuǎn)動(dòng)連接，其中一個(gè)滾筒7通過(guò)嚙合的齒輪組10與減速電機(jī)9連接；所述取書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)25包括設(shè)置于進(jìn)書(shū)口16底部外側(cè)的第二步進(jìn)電機(jī)17，第二步進(jìn)電機(jī)17傳動(dòng)側(cè)設(shè)置有表面帶有螺旋形槽口傳動(dòng)件14，所述的傳動(dòng)件14設(shè)置于取書(shū)通道27內(nèi)，其長(zhǎng)度與取書(shū)通道27相匹配，傳動(dòng)件14采用硬質(zhì)彈簧，導(dǎo)軌3采用光桿導(dǎo)軌。進(jìn)書(shū)口16上端設(shè)置有向內(nèi)側(cè)壁傾斜的傾斜板15，傾斜板15底部與進(jìn)書(shū)口16側(cè)壁形成落書(shū)通道28，傾斜板15上端高度低于、或與輸送帶11高度相等，進(jìn)書(shū)口（16）、取書(shū)口（2）均設(shè)置有電磁鐵開(kāi)關(guān)門(mén)；所述書(shū)柜本體上設(shè)置有鏈接圖書(shū)信息的二維碼。

所述智能書(shū)柜調(diào)節(jié)平臺(tái)（26）包括單片機(jī)處理器（19）、光電傳感器（18）、速度傳感器（22）、驅(qū)動(dòng)器（20）、以及直流電源（23），單片機(jī)處理器（19）中設(shè)計(jì)有復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)，單片機(jī)處理器19包括單片機(jī)、輸入模擬量處理單元和模擬量輸出單元組成，單片機(jī)選用msp430實(shí)現(xiàn)復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)的控制過(guò)程，輸入模擬量處理光電傳感器18和速度傳感器22反饋的模擬量信號(hào)，模擬量輸出給驅(qū)動(dòng)控制器20的控制信息號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)第一步進(jìn)電機(jī)8、第二步進(jìn)電機(jī)17和減速電機(jī)9。

復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid設(shè)計(jì)過(guò)程如下：

采用復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)，取書(shū)過(guò)程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器是根據(jù)樣本書(shū)位置的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器輸出來(lái)調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬質(zhì)彈簧狀態(tài)的隨動(dòng)系統(tǒng)，副調(diào)節(jié)器回路已經(jīng)盡可能把被控過(guò)程中對(duì)硬質(zhì)彈簧狀態(tài)變化劇烈、頻繁和幅度大的主要擾動(dòng)包括在副調(diào)節(jié)器回路中，這些副調(diào)節(jié)器回路對(duì)影響取書(shū)過(guò)程中樣本書(shū)位置的二次擾動(dòng)具有很強(qiáng)的抑制能力和自適應(yīng)能力，二次擾動(dòng)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器回路和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器回路的調(diào)節(jié)對(duì)主被控量取書(shū)過(guò)程中的樣本書(shū)位置的影響很小，所以取書(shū)過(guò)程中樣本書(shū)位置變化幅度小和穩(wěn)定，系統(tǒng)能夠快速使樣本書(shū)到達(dá)取書(shū)口，提高響應(yīng)速度、控制精度和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。主調(diào)節(jié)器的輸出是副調(diào)節(jié)器的給定控制量，通過(guò)速度傳感器22檢測(cè)第二步進(jìn)電機(jī)17的轉(zhuǎn)速實(shí)際值作為反饋量，副調(diào)節(jié)器負(fù)責(zé)調(diào)整第二步進(jìn)電機(jī)17的轉(zhuǎn)速；主調(diào)節(jié)器的輸入是取書(shū)口樣本書(shū)5的期望位置，通過(guò)光電傳感器18檢測(cè)樣本書(shū)5的實(shí)際值作為反饋量，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器構(gòu)成串級(jí)控制系統(tǒng)，使樣本書(shū)5準(zhǔn)確快速到達(dá)取書(shū)口2。

1）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器控制器負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)硬質(zhì)彈簧14控制對(duì)象樣本書(shū)的位置，使書(shū)準(zhǔn)確到達(dá)取書(shū)口2，提高樣本書(shū)5到達(dá)取書(shū)口2的準(zhǔn)確和快速性，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器有3個(gè)輸入（i=1,2,3），狀態(tài)變換器的輸入反映的是期望樣本書(shū)到達(dá)取書(shū)口2及控制給定的偏差狀態(tài)，若設(shè)給定樣本書(shū)5到達(dá)取書(shū)口2的控制目標(biāo)值和樣本書(shū)5實(shí)際位置值，它們的偏差為e(t)，經(jīng)轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成為神經(jīng)元學(xué)習(xí)控制所需要的狀態(tài)x1、x2、x3在這里性能指標(biāo)為：

（1）

神經(jīng)元通過(guò)關(guān)聯(lián)搜索來(lái)產(chǎn)生控制樣本書(shū)5位置的信號(hào)，即自適應(yīng)神經(jīng)元的輸出控制樣本書(shū)5位置的信號(hào)為:

（2）

為了反映神經(jīng)元對(duì)外界信號(hào)的響應(yīng)能力，神經(jīng)元重要的特征就是要通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)使獲得的知識(shí)結(jié)構(gòu)適應(yīng)樣本書(shū)5實(shí)際位置變化，通過(guò)修改自身的權(quán)系數(shù)來(lái)進(jìn)行的，采用了有監(jiān)督的hebb學(xué)習(xí)算法。

2）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)第二步進(jìn)電機(jī)17的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)硬質(zhì)彈簧14，使書(shū)快速到達(dá)取書(shū)口2，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器有3個(gè)輸入（i=1,2,3），狀態(tài)變換器的輸入反映的是期望第二步進(jìn)電機(jī)17的轉(zhuǎn)速給定的偏差狀態(tài)，若設(shè)第二步進(jìn)電機(jī)17的轉(zhuǎn)速給定轉(zhuǎn)速目標(biāo)值和第二步進(jìn)電機(jī)17轉(zhuǎn)速的實(shí)際值，它們的偏差為e(t)，經(jīng)轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成為神經(jīng)元學(xué)習(xí)控制所需要的狀態(tài)x1、x2、x3在這里性能指標(biāo)為：

（3）

神經(jīng)元通過(guò)關(guān)聯(lián)搜索來(lái)產(chǎn)生控制第二步進(jìn)電機(jī)17轉(zhuǎn)速的信號(hào)，即自適應(yīng)神經(jīng)元的輸出控制第二步進(jìn)電機(jī)17轉(zhuǎn)速的信號(hào)為:

（4）

為了反映神經(jīng)元對(duì)外界信號(hào)的響應(yīng)能力，神經(jīng)元重要的特征就是要通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)使獲得的知識(shí)結(jié)構(gòu)適應(yīng)第二步進(jìn)電機(jī)17轉(zhuǎn)速變化，通過(guò)修改自身的權(quán)系數(shù)來(lái)進(jìn)行的，采用了有監(jiān)督的hebb學(xué)習(xí)算法。

結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工作過(guò)程作進(jìn)一步闡釋?zhuān)?/p>

當(dāng)用戶需要借閱書(shū)籍的時(shí)候，只需要打開(kāi)與本發(fā)明全民書(shū)柜配套的手機(jī)app，通過(guò)掃描書(shū)柜本體上的二維碼，即可顯示出當(dāng)前書(shū)柜里現(xiàn)有書(shū)籍，用戶可以根據(jù)需求在手機(jī)app上，或者書(shū)柜外部控制面板上輸入書(shū)的序列號(hào)，相對(duì)應(yīng)的取書(shū)口2會(huì)打開(kāi)，用戶方可取出書(shū)，當(dāng)用戶需要還書(shū)的時(shí)候只需要將書(shū)在配套軟件上進(jìn)行掃碼，然后將書(shū)放入樣本書(shū)位置5，書(shū)通過(guò)存書(shū)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)24將書(shū)送到相匹配的進(jìn)書(shū)口16，書(shū)經(jīng)過(guò)傾斜板15豎直掉入硬質(zhì)彈簧的槽口，第二步進(jìn)電機(jī)17帶動(dòng)硬質(zhì)彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將書(shū)傳遞到最前端，即送到取書(shū)口2的位置，當(dāng)光電傳感器18檢測(cè)到書(shū)到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，第二步進(jìn)電機(jī)17停轉(zhuǎn)。

同時(shí)為了避免硬質(zhì)彈簧上的樣本書(shū)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中脫離運(yùn)動(dòng)軌跡，本發(fā)明加入了復(fù)合智能控制器-pid串級(jí)的取書(shū)過(guò)程智能控制系統(tǒng)，包括由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器組成，由取書(shū)過(guò)程位置的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器構(gòu)成串級(jí)控制系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器的輸出作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器的輸入，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器的輸出作為控制第二步進(jìn)電機(jī)17速度的調(diào)節(jié)量，速度傳感器22的輸出作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid副調(diào)節(jié)器的反饋量構(gòu)成硬質(zhì)彈簧的閉環(huán)控制，光電傳感器18的輸出作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器的反饋量，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)pid主調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)樣本書(shū)位置的閉環(huán)控制，通過(guò)硬質(zhì)彈簧和樣本書(shū)的雙閉環(huán)控制來(lái)提高樣本書(shū)取書(shū)過(guò)程的快速響應(yīng)、控制精度和魯棒性，使樣本書(shū)迅速到達(dá)取書(shū)口。

本發(fā)明方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。