發(fā)布時間：2017-12-29 11:01

  本文關(guān)鍵詞：三自由度直升機系統(tǒng)自適應(yīng)建模及控制研究　出處：《昆明理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 三自由度直升機 非線性系統(tǒng) PID控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 自適應(yīng)控制

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)方面的進步尤其是社會發(fā)展不同方向的需求,人們對設(shè)備運動的多樣性、穩(wěn)定性及多性能提出越來越高的要求。為了滿足工作的實際需求,這也就給設(shè)備的控制系統(tǒng)提出了更加精準和嚴密的要求,如機器人、直升機。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展的需要,直升機廣泛用于人員和貨物運輸、搜索營救等航空領(lǐng)域。直升機在多行業(yè)的應(yīng)用越來越廣,這為直升機的發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。三自由度直升機系統(tǒng)是模仿直升機結(jié)構(gòu)的簡化模型,也是本課題將要研究的實驗裝置。三自由度直升機是多輸入、多輸出的非線性耦合系統(tǒng),通過對兩個電機的控制實現(xiàn)對整個系統(tǒng)進行控制。作為控制領(lǐng)域比較復(fù)雜的實驗裝置,很多的控制算法都是在三自由度直升機系統(tǒng)上進行實驗驗證。PID控制在工業(yè)控制中是比較簡單及常見,同時也是在三自由度直升機控制系統(tǒng)中最早發(fā)展起來的控制方法之一。PID控制算法結(jié)構(gòu)比較簡單、魯棒性好及可靠性比較高。但是,對于非線性系統(tǒng)PID控制的效果不是很好。非線性系統(tǒng)控制一直是學(xué)者們關(guān)注的焦點,而且還提出了很多相關(guān)的控制理論：如自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。自適應(yīng)控制能通過未知參數(shù)的在線學(xué)習,實現(xiàn)對未知參數(shù)的有效估計,減小模型不確定性對系統(tǒng)控制的影響,然后通過構(gòu)造控制器來控制系統(tǒng)以設(shè)定的某種方式運動。但傳統(tǒng)自適應(yīng)控制中所設(shè)計的自適應(yīng)律得到參數(shù)估計值不能收斂到系統(tǒng)的真實值。根據(jù)以往的研究結(jié)果可知,當參數(shù)估計包含參數(shù)估計誤差時,估計值能快速、準確地收斂至真值,并且可以在很短時間內(nèi)可以消除參數(shù)不確定性對系統(tǒng)的影響,提高系統(tǒng)瞬態(tài)性能和控制效果。在本課題中,在課題組先期的研究基礎(chǔ)上提出了一種新的自適應(yīng)控制方法,同時把它應(yīng)用到三自由度直升機系統(tǒng)上來驗證該算法的可行性。首先研究直升機系統(tǒng)的建模問題,將自適應(yīng)技術(shù)用于在線參數(shù)估計,通過輸入輸出數(shù)據(jù)和部分系統(tǒng)信息獲得系統(tǒng)模型未知參數(shù)的估計。此外,為克服系統(tǒng)未知動態(tài),引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器,實現(xiàn)控制目標且保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。最后,提出一類基于參數(shù)估計誤差的自適應(yīng)律,同時實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)估計和控制。該自適應(yīng)控制的基本思想是：通過提取參數(shù)估計誤差值,構(gòu)造新的自適應(yīng)參數(shù)學(xué)習法則,在線快速獲得收斂于研究對象未知參數(shù)的真實值；然后,將得到的估計值引入到控制器的構(gòu)造中。根據(jù)仿真和實驗中的角度跟蹤和參數(shù)估計結(jié)果表明,本課題提出的自適應(yīng)控制律和控制算法不僅可以很好的滿足跟蹤給定信號的要求,而且還可以得到趨于真實值的參數(shù)估計值。因此,本課題研究結(jié)果將對后續(xù)研究自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)提供了一定的研究思路。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1;V275.1

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本文編號：1349988