本文關(guān)鍵詞：基于模糊優(yōu)化洗出算法的直升機(jī)模擬器運(yùn)動控制研究

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【摘要】：近年來,直升機(jī)因其獨(dú)有的機(jī)動性和靈活性,在越來越多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,對于相應(yīng)的直升機(jī)駕駛培訓(xùn)的需求也在不斷攀升。但真機(jī)實(shí)飛訓(xùn)練存在著訓(xùn)練成本高、安全隱患大、訓(xùn)練受場地和天氣條件限制等弊端,因此,用于替代實(shí)飛訓(xùn)練的直升機(jī)模擬器飛行模擬訓(xùn)練隨之產(chǎn)生,直升機(jī)模擬器的開發(fā)也成為近年來國內(nèi)外科研工作者的研究熱點(diǎn)。大多數(shù)駕駛模擬器均采用六自由度運(yùn)動平臺作為運(yùn)動系統(tǒng),但由于運(yùn)動平臺運(yùn)動范圍有限,不可能直接再現(xiàn)交通工具的真實(shí)運(yùn)動。洗出濾波算法可以將交通工具持續(xù)的運(yùn)動狀態(tài)轉(zhuǎn)換成符合人體運(yùn)動感知機(jī)能的運(yùn)動信號,使人獲得近似真實(shí)駕駛的運(yùn)動臨場感。運(yùn)動臨場感逼真與否,取決于洗出濾波算法對高頻和低頻運(yùn)動信號的融合處理方式。本文研究的核心內(nèi)容就是設(shè)計出能夠提供更加逼真運(yùn)動臨場感的洗出濾波算法。本文對六自由度運(yùn)動平臺進(jìn)行了系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)分析,推導(dǎo)了運(yùn)動學(xué)正解和逆解的求解過程;分析了平臺運(yùn)動速度、加速度與作動缸伸縮速度、加速度之間的關(guān)系,并以此求解出平臺的運(yùn)動參數(shù)。本文在實(shí)現(xiàn)經(jīng)典洗出濾波算法的基礎(chǔ)上,提出了采用遺傳算法對濾波器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的遺傳優(yōu)化洗出算法,詳細(xì)說明了算法的實(shí)現(xiàn)過程;針對經(jīng)典洗出算法存在的參數(shù)固定不變的缺點(diǎn),在遺傳優(yōu)化洗出算法的基礎(chǔ)上又提出了采用粒子群算法實(shí)現(xiàn)清晰化的模糊優(yōu)化洗出算法,詳細(xì)說明了模糊控制中濾波參數(shù)選取的原則、模糊控制規(guī)則、自然截止頻率模糊論域的確定方法以及模糊控制器輸入輸出的隸屬函數(shù),并且描述了粒子群算法在其中的應(yīng)用。通過Matlab中的Simulink組件搭建了經(jīng)典洗出濾波算法、遺傳優(yōu)化洗出算法、模糊優(yōu)化洗出算法的仿真模型,并通過仿真實(shí)驗驗證了所提出的優(yōu)化算法的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：直升機(jī)模擬器 運(yùn)動臨場感 洗出濾波算法 六自由度運(yùn)動平臺
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V216.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題來源9
• 1.2 選題背景及研究意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究概述10-13
• 1.4 運(yùn)動臨場感模擬技術(shù)概述13-16
• 1.4.1 常見的運(yùn)動臨場感模擬設(shè)備13-14
• 1.4.2 不同形式的運(yùn)動臨場感模擬方法14-15
• 1.4.3 洗出濾波算法的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容及各章節(jié)安排16-19
• 第2章 直升機(jī)模擬器運(yùn)動平臺控制研究19-33
• 2.1 直升機(jī)飛行模擬器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 六自由度運(yùn)動平臺運(yùn)動學(xué)分析20-30
• 2.2.1 六自由度運(yùn)動平臺基本結(jié)構(gòu)及位姿描述20-21
• 2.2.2 平臺運(yùn)動學(xué)逆解21-23
• 2.2.3 平臺運(yùn)動學(xué)正解23-25
• 2.2.4 運(yùn)動平臺與作動缸的速度、加速度分析及平臺運(yùn)動參數(shù)的計算25-30
• 2.3 六自由度運(yùn)動平臺的總體控制30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 經(jīng)典洗出濾波算法的實(shí)現(xiàn)33-45
• 3.1 人體運(yùn)動感知機(jī)能33-35
• 3.2 經(jīng)典洗出濾波算法的實(shí)現(xiàn)35-43
• 3.2.1 坐標(biāo)系的建立35-37
• 3.2.2 質(zhì)心變換、比例環(huán)節(jié)、坐標(biāo)變換的具體計算37-40
• 3.2.3 經(jīng)典洗出算法濾波器的設(shè)計40-43
• 3.2.4 位移信號的輸出43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 第4章 經(jīng)典洗出濾波算法的參數(shù)優(yōu)化45-53
• 4.1 遺傳算法45-47
• 4.2 基于遺傳算法的經(jīng)典洗出濾波算法參數(shù)優(yōu)化方法47-51
• 4.2.1 建立目標(biāo)函數(shù)47-49
• 4.2.2 確立約束條件49-50
• 4.2.3 優(yōu)化過程50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-53
• 第5章 基于模糊優(yōu)化的洗出濾波算法53-65
• 5.1 模糊控制簡介53-54
• 5.2 基于模糊優(yōu)化的洗出濾波算法54-63
• 5.2.1 算法原理54-55
• 5.2.2 模糊控制規(guī)則55-56
• 5.2.3 輸出參數(shù)模糊論域的確定56-57
• 5.2.4 輸入、輸出隸屬函數(shù)57-59
• 5.2.5 基于粒子群算法（PSO）的參數(shù)清晰化過程59-63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 第6章 洗出濾波算法的性能驗證65-73
• 6.1 經(jīng)典洗出濾波算法65-66
• 6.2 遺傳優(yōu)化洗出算法66-69
• 6.3 模糊優(yōu)化洗出算法69-72
• 6.4 本章小結(jié)72-73
• 第7章 全文總結(jié)及工作展望73-75
• 7.1 工作總結(jié)73-74
• 7.2 工作展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79

【相似文獻(xiàn)】

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5 王佳s

本文編號：1067851