【摘要】：環(huán)境試驗(yàn)在航空及航天工程領(lǐng)域具有非常重要的地位,同時(shí)隨著工業(yè)空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域已延伸到了交通運(yùn)輸、房屋建筑、風(fēng)能利用等行業(yè)。然而作為環(huán)境試驗(yàn)重要組成部分的攻角機(jī)構(gòu),即環(huán)境中模型姿態(tài)調(diào)整平臺(tái),其控制系統(tǒng)性能在很大程度上決定了整個(gè)平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定性、帶負(fù)載能力及模型運(yùn)動(dòng)精度等性能指標(biāo)。 本課題來源于某環(huán)境改造項(xiàng)目,首先,針對(duì)模型姿態(tài)調(diào)整平臺(tái)電液伺服閥控制液壓馬達(dá)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)展開研究。在詳細(xì)分析了平臺(tái)機(jī)械和液壓系統(tǒng)原理后,充分考慮影響系統(tǒng)控制精度的各個(gè)因素,建立系統(tǒng)各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù),并結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際參數(shù)值確定系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行基本的穩(wěn)定性和系統(tǒng)響應(yīng)分析。 由于電液伺服系統(tǒng)是典型的未知不確定非線性系統(tǒng)[16],因此為加快系統(tǒng)響應(yīng)速度,提高控制精度,在多種控制算法中考慮到算法可行性與適應(yīng)性,提出經(jīng)典PID控制和模糊PID控制兩種控制算法,并進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)與Matlab仿真分析。 在進(jìn)行了系統(tǒng)建模和PID及模糊PID兩種智能控制算法仿真分析后,結(jié)合模型姿態(tài)調(diào)整平臺(tái)的功能需求,分析并對(duì)比當(dāng)下可行的控制方法,確定合適的控制方案,并從硬件設(shè)計(jì)、軟件編程、人機(jī)界面等方面進(jìn)行介紹。最后通過整機(jī)性能試驗(yàn),證明控制算法能夠滿足平臺(tái)控制需求,同時(shí)驗(yàn)證了控制方案和控制方法的可行性與可操作性。實(shí)現(xiàn)了模型在環(huán)境中預(yù)期的姿態(tài)調(diào)整目標(biāo)。 試驗(yàn)表明,該姿態(tài)調(diào)整平臺(tái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了環(huán)境中模型的多種姿態(tài)調(diào)整,動(dòng)作運(yùn)行穩(wěn)定、控制效果良好,為該環(huán)境的完善和模型環(huán)境實(shí)驗(yàn)提供了很好的硬件平臺(tái)。
[Abstract]:Environmental testing plays an important role in the field of aeronautical and aerospace engineering. With the development of industrial aerodynamics, its application field has been extended to transportation, building, wind energy utilization and other industries. However, as an important part of environmental testing, the performance of the control system determines the performance of the platform, such as the stability of the platform, the capability of load and the precision of the model motion, and so on. This topic comes from a project of environmental transformation. Firstly, the related technology of electro-hydraulic servo valve control hydraulic motor system of model attitude adjustment platform is studied. After analyzing the principle of platform machinery and hydraulic system in detail, considering the factors that affect the control precision of the system, the transfer function of each link of the system is established, and the overall mathematical model of the system is determined by combining the actual parameters of the system. Perform basic stability and system response analysis. Because electro-hydraulic servo system is a typical unknown and uncertain nonlinear system [16], in order to speed up the system response speed and improve the control accuracy, the feasibility and adaptability of the algorithm are considered in various control algorithms. Two control algorithms, classical PID control and fuzzy PID control, are proposed, and the controller design and Matlab simulation analysis are carried out. After system modeling and simulation analysis of two intelligent control algorithms, PID and fuzzy PID, combined with the functional requirements of the model attitude adjustment platform, this paper analyzes and compares the current feasible control methods, determines the appropriate control scheme, and designs the hardware. Software programming, man-machine interface and other aspects are introduced. Finally, through the performance test of the whole machine, it is proved that the control algorithm can meet the platform control requirements, and the feasibility and maneuverability of the control scheme and control method are verified at the same time. The expected attitude adjustment target of the model in the environment is realized. The experimental results show that the platform has realized many kinds of attitude adjustment of the model in the environment, the movement is stable and the control effect is good, which provides a good hardware platform for the improvement of the environment and the experiment of the model environment.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP273;TH137

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2324806