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基于TD3算法的阀控液压缸强化学习分数阶控制方法及系统 

申请/专利权人:南京航空航天大学

申请日:2024-03-05

公开(公告)日:2024-06-07

公开(公告)号:CN117826580B

主分类号:G05B11/42

分类号:G05B11/42

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.06.07#授权;2024.04.23#实质审查的生效;2024.04.05#公开

摘要:本发明公开了一种基于TD3算法的阀控液压缸强化学习分数阶控制方法及系统,根据阀控液压缸控制原理,建立阀控液压缸的数学模型;设计加入干扰观测器的分数阶PID控制器对阀控液压缸系统进行控制;通过改进的TD3算法对分数阶PID控制器的参数进行优化调整;通过优化后的分数阶PID控制器对阀控液压缸进行控制。通过设计干扰观测器,提升系统的抗干扰能力,提升了控制系统鲁棒性,进一步通过改进的TD3算法不仅加快了网络的收敛性而且能更加有效的对分数阶PID的参数进行在线优化调整,使控制器能更好的发挥适应性与控制性能。

主权项:1.一种基于TD3算法的阀控液压缸强化学习分数阶控制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)根据阀控液压缸控制原理,建立阀控液压缸的数学模型;(2)设计加入干扰观测器的分数阶PID控制器对阀控液压缸系统进行控制;所述干扰观测器为: ,其中,为干扰观测器辅助向量,为干扰观测器增益,为对求一阶导;定义状态变量,阀控液压缸的系统状态方程为: ,其中,,,,为阀控液压缸的系统复合扰动,是无控制器情况下的伺服阀增益,为对求一阶导,为对求一阶导,为对求一阶导,为液压缸活塞作用面积,为油液体积弹性模量,是活塞及负载折算到活塞上的总质量,为液压缸油腔总的体积,是活塞及负载的粘性阻尼系数,为控制窗口处的流系数,为伺服阀节流口面积梯度,为供油压力,为液压缸两腔压差,为油液密度,是控制信号;(3)通过改进的TD3算法对分数阶PID控制器的参数进行优化调整;所述改进的TD3算法中的奖励信号的表达式为: ;其中,为当前环境状态信号,为Actor网络输出的动作信号,为阀控液压缸系统的误差信号;(4)通过优化后的分数阶PID控制器对阀控液压缸进行控制。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 南京航空航天大学 基于TD3算法的阀控液压缸强化学习分数阶控制方法及系统

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