基于BP神经网络PID的高速清扫车摆臂控制系统

作者：鞠超; 叶敏^*; 冯凯阳; 李鑫; 王桥; 孙乙丁

来源：机床与液压, 2023, 51(14): 106-112.

• 高速清扫车
• 摆臂控制系统
• BP神经网络
• PID
• 联合仿真

针对传统清扫车摆臂开环控制系统的动态响应特性不足、抗干扰能力弱，不能适应高速工况下清扫作业，设计了高速清扫车摆臂执行机构和闭环控制系统。为解决BP神经网络(BPNN)存在局部极值、收敛速度慢等问题，提出一种改进BPNN PID算法，其核心是通过主动串联校正，抑制PID前一次输出值u(k-1)对此次输出值u(k)的影响。通过搭建Simulink-AMESim联合仿真模型，研究了高速清扫车摆臂闭环控制系统的阶跃响应、抗干扰能力以及位置跟踪能力。研究结果表明：所改进的BPNN PID控制器能够动态调整PID参数，提高了系统的适应性、准确性和稳定性；改进BPNN PID控制器的抗干扰能力更强，鲁棒性更好，且系统近乎没有超调，超调量为0.5%,仅为PID控制超调量的2.34%,稳定时间0.62 s,相比PID提前了66.31%。

• 单位
  长安大学; 西安建筑科技大学