恭喜杭州励贝电液科技有限公司涂新邦获国家专利权
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龙图腾网恭喜杭州励贝电液科技有限公司申请的专利基于ADRC的音圈伺服阀阀芯位置控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119247749B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411787987.6,技术领域涉及:G05B11/42;该发明授权基于ADRC的音圈伺服阀阀芯位置控制方法及系统是由涂新邦;赵士健;吴恒;魏登科;王义海设计研发完成,并于2024-12-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于ADRC的音圈伺服阀阀芯位置控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了基于ADRC的音圈伺服阀阀芯位置控制方法及系统;本发明涉及液体控制系统技术领域;将作为阀芯目标位置电信号的输入数据序列S输入到编码层的双向Bi‑GRU网络中。在每个门控循环单元中,整合跟踪微分器TD、扩张状态观测器ESO和非线性状态误差反馈NLSEF构成嵌入ADRC模型;用于处理输入数据。双向Bi‑GRU网络同时从前向和后向两个方向提取输入数据序列S中的时序依赖关系,生成隐藏状态序列H;本发明通过同时从前向和后向两个方向提取输入数据序列中的时序依赖关系,双向Bi‑GRU网络能够更全面地捕捉数据中的动态特征,从而提高数据处理的准确性和鲁棒性。利用有序聚类算法对特定序列进行特征提取和聚类分析。
本发明授权基于ADRC的音圈伺服阀阀芯位置控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于ADRC的音圈伺服阀阀芯位置控制方法,其特征在于,包括如下执行步骤:S1,将作为阀芯目标位置电信号的输入数据序列S输入到编码层的双向Bi-GRU网络中;在每个整合有跟踪微分器TD、扩张状态观测器ESO和非线性状态误差反馈NLSEF的门控循环单元中,同时从前向和后向提取所述输入数据序列S中的时序依赖关系,生成隐藏状态序列H;所述S1中,所述输入数据序列;其中,T是时间序列长度,si是第i个阀芯目标位置电信号;所述门控循环单元的内部计算包括:跟踪微分器TD:;TDst表示将输入st作为跟踪微分器TD的输入;扩张状态观测器ESO:;ESOht-1,zt表示将上一时间步的隐藏状态和当前TD的输出zt作为扩张状态观测器ESO的输入;非线性状态误差反馈NLSEF:;表示将当前系统状态估计与参考状态xref之间的误差et作为非线性状态误差反馈的输入;更新门:;重置门:;候选隐藏状态;是双曲正切激活函数更新隐藏状态;其中,U是权重矩阵,σ是sigmoid激活函数,⊙是元素乘法,xref是参考状态,zt是在当前时间步t由所述跟踪微分器TD处理输入st后得到的输出;是所述扩张状态观测器ESO的输出;et是所述非线性状态误差反馈NLSEF的输出;Wu和Uu是所述更新门中的权重矩阵;zu是所述更新门的激活值;zr是所述重置门的激活值;Wet是权重矩阵W与et之间的矩阵乘积;是上一时间步的隐藏状态;Wr和Ur是重置门中的权重矩阵;在所述S1中,所述双向Bi-GRU网络的执行步骤在于:从前向方向计算隐藏状态序列: ; ;其中,表示前向计算得到的隐藏状态序列的集合;表示在时间步t时前向计算得到的隐藏状态向量;GRUforward表示前向的计算函数从后向方向计算隐藏状态序列: ; ;其中,表示后向计算得到的隐藏状态序列的集合;表示后向的计算函数;表示下一时间步的后向隐藏状态;得到最终的隐藏状态序列;其中,,[·;·]表示向量拼接操作;ht表示在时间步t时的最终隐藏状态向量;S2,对音圈电机的电磁转换过程中的产生的饱和效应及其阀芯运动的摩擦阻力变化所组成的序列L进行聚类分析,根据聚类结果生成权重因子δ并对所述隐藏状态序列H进行加权修正,得到修正后的隐藏状态序列H';所述S2中,所述序列L的提取方法为: ;然后得到特征向量序列;其中,表示时间步t的第i个饱和效应及其所对应的摩擦阻力特征值,T是时间序列长度,N是饱和效应及其所对应的摩擦阻力特征值的总数;所述S2中,所述聚类分析的方法为有序聚类算法,其流程包括:设一个单独的聚类;定义聚类间距离度量dCi,Cj,计算所有聚类对之间的距离,找到距离最小的聚类对;合并聚类对形成新的聚类,并更新聚类集合及聚类间的距离矩阵,得到聚类标签序列,对每个特征向量ft找到其所属的聚类Ck并分配聚类标签ct=k;最终得到聚类标签序列C={c1,c2,...,cT};其中,C0表示初始聚类集合;Ci和Cj表示两个聚类,d是欧氏距离或曼哈顿距离,K是聚类的数量;在所述S2中,根据聚类标签序列C映射形成权重因子序列;首先定义权重映射函数δc将聚类标签c映射到权重因子δ,满足δc∈[0,1];然后映射形成权重因子序列,流程包括:对于每个聚类标签ct,计算其对应的权重因子δt=δct;基于现有的K个聚类且每个聚类Ck包含nk个特征向量,定义聚类大小nk=|Ck|,其中k=1,2,...,K;定义总特征向量数量,且定义权重映射函数;其中,nk是聚类Ck中特征向量的数量;N是所有聚类中特征向量的总数;得到权重因子序列;其中,δt是聚类标签ct对应的权重因子;在所述S2中,所述加权修正得到修正后的所述隐藏状态序列: ;其中,第t个经修正的最终隐藏状态向量;S3,通过注意力机制对所述隐藏状态序列H'进行加权求和,生成中间向量Ci,通过残差回溯机制利用历史预测误差进行补偿,生成修正后的中间向量C'i;S4,将修正后的所述中间向量C'i、上一时间步的隐藏状态以及解码器的预测结果输入到解码层的所述双向Bi-GRU网络中,基于所述门控循环单元逐步生成作为音圈电机的控制电信号的输出数据序列。
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