發(fā)布時間：2024-03-25 19:32

　　負(fù)載模擬器是地面半實物仿真系統(tǒng)中的一種重要專用設(shè)備,用來模擬飛行器舵機在飛行過程中所受空氣動力載荷。論文以電動式負(fù)載模擬器為研究對象,提出一種有效提高控制系統(tǒng)性能的方法。 本文分析了電動負(fù)載模擬器的主要技術(shù)問題、基本工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成。采用機理建模方法建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并用實驗的方法驗證了這個數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,分析了電動負(fù)載模擬器的靜態(tài)特性和多余力矩產(chǎn)生的機理以及影響多余力矩大小的因素。論文采用線性PID控制器以提高系統(tǒng)的頻寬及跟蹤精度,采用結(jié)構(gòu)不變性前饋補償方案來消除多余力矩干擾。通過仿真分析可以看出,此控制策略可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,增強系統(tǒng)的跟蹤精度。但由于電動負(fù)載模擬器的摩擦力矩等非線性因素難以在數(shù)學(xué)模型和控制策略中得到反映。因此,論文提出了將經(jīng)典控制理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來的復(fù)合控制策略,以克服線性PID控制方法的缺陷。通過仿真分析可以看出,比單純的采用經(jīng)典PID控制器,有了明顯改善,基本消除多余力矩,系統(tǒng)動態(tài)性能得到進一步改善。 本文設(shè)計了電動負(fù)載模擬器實驗臺,采用階躍信號作為典型加載信號對實際系統(tǒng)進行了動態(tài)性能測試,測試結(jié)果驗證了控制算法的有效性。

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 負(fù)載模擬器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.1 負(fù)載模擬器分類
        1.2.2 控制方法研究現(xiàn)狀
    1.3 電動負(fù)載模擬器的主要技術(shù)問題及難點
    1.4 本論文研究內(nèi)容
第二章 電動負(fù)載模擬器模型的建立和驗證
    2.1 電動負(fù)載模擬器的系統(tǒng)組成及工作原理
    2.2 電動負(fù)載模擬器模型的建立
        2.2.1 永磁同步電機模型
        2.2.2 扭矩傳感器數(shù)學(xué)模型
        2.2.3 電動負(fù)載模擬器系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        2.2.4 仿真參數(shù)的確定
    2.3 電動負(fù)載模擬器系統(tǒng)模型的驗證
        2.3.1 系統(tǒng)模型驗證的基本概念與方法
        2.3.2 模型驗證的實驗系統(tǒng)組成
        2.3.3 模型驗證的具體步驟
        2.3.4 模型驗證的結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第三章 電動負(fù)載模擬器系統(tǒng)特性分析與控制器設(shè)計
    3.1 電動負(fù)載模擬器系統(tǒng)主動加載特性分析及仿真
        3.1.1 電動負(fù)載模擬器系統(tǒng)主動加載特性分析
        3.1.2 仿真結(jié)果
    3.2 系統(tǒng)前向通道控制器設(shè)計
        3.2.1 PID 控制器設(shè)計
        3.2.2 微分先行PID 仿真結(jié)果
    3.3 多余力矩對系統(tǒng)系能的影響
        3.3.1 多余力矩的定義
        3.3.2 機械環(huán)節(jié)對多余力矩的影響
        3.3.3 多余力矩特性分析
    3.4 多余力矩消除的方法
        3.4.1 前饋補償原理
        3.4.2 補償環(huán)節(jié)的設(shè)計
        3.4.3 前饋補償仿真分析
    3.5 補償與PID 復(fù)合控制的仿真分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合控制器設(shè)計
    4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于控制的特性
    4.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理及結(jié)構(gòu)
    4.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID 控制器的原理與算法
    4.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)合控制器的設(shè)計及仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 電動負(fù)載模擬器系統(tǒng)的試驗研究
    5.1 實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
    5.2 動態(tài)性能測試
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間所發(fā)表的論文及取得的研究成果
致謝



本文編號：3938770