為提高航空遙感慣性穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)穩(wěn)定精度和擾動抑制能力,在常規(guī)PID控制的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種模糊控制與PID相結(jié)合的復(fù)合控制算法,分別應(yīng)用于穩(wěn)定平臺橫滾框及俯仰框系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗驗證。在三環(huán)控制系統(tǒng)位置環(huán)中將模糊控制與PID控制方法結(jié)合使用,并引入變論域思想,建立模糊/PID復(fù)合控制器,滿足輸出偏差變化不同時刻對PID參數(shù)整定的要求。通過模糊控制器實(shí)時調(diào)整PID參數(shù),使系統(tǒng)具有良好的動、靜態(tài)特性,實(shí)現(xiàn)多源擾動下慣性穩(wěn)定平臺的高穩(wěn)定精度控制。分別通過仿真和靜動態(tài)實(shí)驗對方法進(jìn)行分析和驗證。實(shí)驗結(jié)果表明:與常規(guī)PID控制及單純模糊控制相比,模糊/PID復(fù)合控制器具有優(yōu)越的擾動抑制能力和高穩(wěn)定精度。相對傳統(tǒng)PID控制,橫滾框和俯仰框的靜態(tài)均方根誤差（RMS）值分別下降51%和73%、動態(tài)RMS值分別下降約20%和30%。 

【文章來源】：儀器儀表學(xué)報. 2016,37(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

航空遙感慣性穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)

第11期周向陽等:航空遙感慣性穩(wěn)定平臺模糊/PID復(fù)合控制2547反饋元件構(gòu)成穩(wěn)定回路，速率陀螺敏感慣性穩(wěn)定平臺的干擾角運(yùn)動，通過速率環(huán)控制器，快速補(bǔ)償各種干擾，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，減小系統(tǒng)非線性因素的影響，并增強(qiáng)系統(tǒng)的抗擾動能力。而位置環(huán)是系統(tǒng)的主反饋，采用模糊/PID復(fù)合控制方法，依據(jù)位置偏差進(jìn)行調(diào)整提高跟蹤精度［2，4］。圖2三環(huán)復(fù)合控制方法結(jié)構(gòu)Fig．2Structurediagramofthethree-loopcompoundcontrolmethod3位置環(huán)控制器設(shè)計3．1模糊控制原理模糊集合論是模糊控制的理論基礎(chǔ)，是從經(jīng)典集合基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以隸屬函數(shù)的形式來表示。給定論域用X表示，其上的一個模糊子集記作A，對于任意?u∈X，都指定了一個數(shù)μ(x)∈［0，1］，稱為x對A的隸屬程度，即映射為:μA:X→［0，1］(5)此映射即是模糊集合A的隸屬度函數(shù)。μ(x)=1意即x完全屬于A，μ(x)=0則表示x完全不屬于A，0＜μ(x)＜1則表示x在相應(yīng)的模糊程度上屬于A。模糊控制系統(tǒng)主要由輸入量的模糊化、模糊控制規(guī)則、模糊邏輯推理、及輸入量的解模糊化幾部分組成，模糊控制器的結(jié)構(gòu)如圖3所示［13］。圖3模糊控制器結(jié)構(gòu)Fig．3Structureoffuzzycontroller模糊化接口:測量輸入變量值，將輸入變量的范圍向論域變換的比例映射，并將精確的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)恼Z言變量，構(gòu)成模糊集合。知識庫:包含具體應(yīng)用領(lǐng)域中的知識和控制目標(biāo)，通常由數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫組成。數(shù)據(jù)庫包括各語言變量的隸屬度函數(shù)、尺度變換因子及模糊空間的分級數(shù)等;規(guī)則庫包括了用模糊語言變量表示的一系列控制規(guī)則，反映控制專家的經(jīng)驗和知識。推理機(jī):是模糊控制器的核心，它從模糊接口及知識庫獲取信息，模擬人基于模糊邏輯中的蘊(yùn)含關(guān)系及推理規(guī)則進(jìn)行推理。

糊控制原理模糊集合論是模糊控制的理論基礎(chǔ)，是從經(jīng)典集合基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以隸屬函數(shù)的形式來表示。給定論域用X表示，其上的一個模糊子集記作A，對于任意?u∈X，都指定了一個數(shù)μ(x)∈［0，1］，稱為x對A的隸屬程度，即映射為:μA:X→［0，1］(5)此映射即是模糊集合A的隸屬度函數(shù)。μ(x)=1意即x完全屬于A，μ(x)=0則表示x完全不屬于A，0＜μ(x)＜1則表示x在相應(yīng)的模糊程度上屬于A。模糊控制系統(tǒng)主要由輸入量的模糊化、模糊控制規(guī)則、模糊邏輯推理、及輸入量的解模糊化幾部分組成，模糊控制器的結(jié)構(gòu)如圖3所示［13］。圖3模糊控制器結(jié)構(gòu)Fig．3Structureoffuzzycontroller模糊化接口:測量輸入變量值，將輸入變量的范圍向論域變換的比例映射，并將精確的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)恼Z言變量，構(gòu)成模糊集合。知識庫:包含具體應(yīng)用領(lǐng)域中的知識和控制目標(biāo)，通常由數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫組成。數(shù)據(jù)庫包括各語言變量的隸屬度函數(shù)、尺度變換因子及模糊空間的分級數(shù)等;規(guī)則庫包括了用模糊語言變量表示的一系列控制規(guī)則，反映控制專家的經(jīng)驗和知識。推理機(jī):是模糊控制器的核心，它從模糊接口及知識庫獲取信息，模擬人基于模糊邏輯中的蘊(yùn)含關(guān)系及推理規(guī)則進(jìn)行推理。反模糊化:它將輸出變量的量值范圍轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的論域，并產(chǎn)生一個精確的或非模糊的控制作用，輸出清晰的控制量給被控系統(tǒng)［14］。3．2模糊控制器設(shè)計采用二階模糊控制器，其模糊化的過程實(shí)際上就是將實(shí)際輸入位置偏差e和位置偏差變化率ec轉(zhuǎn)化為模糊量進(jìn)行模糊推理。通過數(shù)據(jù)庫確定位置偏差和位置偏差變化率的模糊集合及其取值范圍后，還需確定輸出的模糊集合。將三者模糊子集均設(shè)為{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，各元素所對應(yīng)代表負(fù)大、負(fù)中、負(fù)孝零、正孝正

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3074439