8、神经网络控制器训练与径向基网络详解

神经网络控制器训练与径向基网络详解

1. 模型参考控制器块的使用

要了解神经网络控制器的训练过程，首先要知道如何使用模型参考控制器块。这里以控制一个简单单连杆机械臂的运动为例进行说明。

机械臂的运动方程为：
[
\frac{d^{2}\phi}{dt^{2}} = - 10\sin\phi-2\frac{d\phi}{dt}+u
]
其中，(\phi) 是机械臂的角度，(u) 是直流电机提供的扭矩。

训练控制器的目标是让机械臂跟踪参考模型：
[
\frac{d^{2}y_{r}}{dt^{2}} = - 96\frac{dy_{r}}{dt}-9y_{r}+r
]
这里，(y_{r}) 是参考模型的输出，(r) 是输入参考信号。

此示例使用一个 5 - 13 - 1 架构的神经网络控制器，其输入包括两个延迟的参考输入、两个延迟的工厂输出和一个延迟的控制器输出，采样间隔为 0.05 秒。

运行此示例的步骤如下：
1. 启动 MATLAB。
2. 在 MATLAB 命令窗口中输入 mrefrobotarm ，此命令会打开 Simulink 编辑器，并且模型中已包含模型参考控制块。
3. 双击模型参考控制块，会打开用于训练模型参考控制器的窗口。
4. 通常下一步是选择“Plant Identification”，这会打开工厂识别窗口，然后训练工厂模型。由于该窗口与之前控制器使用的窗口相同，此过程在此省略。
5. 选择“Generate Data”，程序开始为训练控制器生成数据。数据生成后，