融合多领域建模与强化学习的进给系统设计与分析

梅再武; 周江嫚; 陈绪兵; 张聪

doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202406001

武汉工程大学学报 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (4) : 434 -441. DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202406001

融合多领域建模与强化学习的进给系统设计与分析

梅再武, 周江嫚, 陈绪兵, 张聪

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摘要

针对滚珠丝杠进给系统的多领域耦合特性，以及系统综合设计与性能优化难点，提出了一种融合多领域建模与强化学习的进给系统设计与分析方法。通过深入的数学分析，基于Modelica语言实现了系统各部分的精准建模，并将子模型进行无缝集成，构建了一个全面反映该系统多领域耦合特性的综合模型。实验结果表明，该模型预测的跟踪误差与实验数据之间的最大偏差不超过6.8μm，模型精准性良好。在此精准模型基础上，提出了一种基于强化学习的控制参数整定方法。该方法利用自学习机制，以系统控制性能为优化目标，通过大批量虚拟仿真，能够自主发掘出最优控制参数组合。本研究为滚珠丝杠进给系统的综合设计和分析提供了一种新的视角。