本文選題：非線性因素　切入點：電動舵機　出處：《中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：電動舵機是飛行器控制系統(tǒng)中重要的組成部分,而舵機的性能決定飛行過程中的動靜態(tài)性能。在飛行過程中,舵機系統(tǒng)的動靜態(tài)特性受到摩擦和間隙等非線性因素干擾所制約,往往不能滿足其性能指標(biāo)要求。系統(tǒng)在換向的時候,因為有齒輪間隙的存在,因此會產(chǎn)生一個反向誤差,這便會導(dǎo)致舵機系統(tǒng)的跟蹤精度下降。而間隙又是機械結(jié)構(gòu)中不可避免的現(xiàn)象,消除間隙則會增加機構(gòu)復(fù)雜性及制造難度。本課題研究目的為針對某采用無刷直流電機的導(dǎo)彈電動舵機,通過控制算法層面將間隙對系統(tǒng)的干擾影響降到最低。為提高電動舵機系統(tǒng)在非線性因素干擾下的控制精度,本課題主要完成以下工作:本文根據(jù)模糊控制算法所具有對擾動不敏感、魯棒性較強的特點,設(shè)計了基于模糊理論的PID控制器,實現(xiàn)電動舵機系統(tǒng)位置環(huán)跟蹤。同時為了解決人工設(shè)定的模糊控制規(guī)則對系統(tǒng)影響大的問題,引入了自適應(yīng)原理,提高控制精度以滿足舵機性能指標(biāo)要求。為驗證該方法的可行性,本文用simulink仿真方法進行模型的搭建與仿真分析,對其算法進行驗證,并與常規(guī)PID算法進行對比。仿真結(jié)果表明,與常規(guī)PID控制器相比,自適應(yīng)模糊PID控制器的控制精度高、響應(yīng)速度快、超調(diào)量小,同時降低了非線性因素干擾的影響。在硬件平臺搭建方面,本文根據(jù)電動舵機系統(tǒng)的特點,選擇以DSP為核心的基于CAN2.0和SCI的多總線控制系統(tǒng),實現(xiàn)舵機系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制及數(shù)據(jù)實時準(zhǔn)確傳輸。在控制算法實現(xiàn)方面,為簡化程序設(shè)計,采用基于模型設(shè)計的方法,節(jié)省了大量設(shè)計時間。最后,硬件平臺及軟件環(huán)境準(zhǔn)備完成后,分別用常規(guī)PID控制器、自適應(yīng)模糊PID控制器對電動舵機進行了階躍和正弦跟蹤測試,從而驗證控制策略的可行性,并作控制器的性能對比。
[Abstract]:Electric steering gear is an important part of the aircraft control system, and the performance of the steering gear determines the dynamic and static performance during flight. During the flight, the dynamic and static characteristics of the steering gear system are restricted by nonlinear factors such as friction and clearance. It is often not able to meet its performance requirements. When the system commutates, because of the existence of gear clearance, there will be a reverse error. This will lead to a decrease in the tracking accuracy of the steering gear system, and the clearance is an inevitable phenomenon in the mechanical structure. Eliminating the clearance will increase the complexity of the mechanism and the manufacturing difficulty. The purpose of this paper is to study the electric steering gear of a missile with a brushless DC motor. In order to improve the control accuracy of the electric steering gear system under the nonlinear disturbance, the influence of the gap on the system is minimized by the control algorithm. The main work of this thesis is as follows: according to the characteristic of fuzzy control algorithm which is insensitive to disturbance and strong robustness, a PID controller based on fuzzy theory is designed. The position loop tracking of electric steering gear system is realized. In order to solve the problem that the artificial fuzzy control rules have great influence on the system, the adaptive principle is introduced. In order to improve the control precision to meet the requirements of the steering gear performance index, in order to verify the feasibility of the method, the simulink simulation method is used to build the model and the simulation analysis, and the algorithm is verified. Compared with the conventional PID algorithm, the simulation results show that the adaptive fuzzy PID controller has higher control accuracy, faster response speed and less overshoot than the conventional PID controller. At the same time, the influence of nonlinear factors is reduced. According to the characteristics of electric steering gear system, the multi-bus control system based on CAN2.0 and SCI with DSP as the core is selected in this paper. In order to simplify the program design, the method of model-based design is used to save a lot of design time. After the preparation of hardware platform and software environment, conventional PID controller and adaptive fuzzy PID controller are used to test the step and sinusoidal tracking of the electric steering gear, which verifies the feasibility of the control strategy and makes the performance comparison of the controller.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V249.1

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6 蘇，

本文編號：1562063