本文關鍵詞：地面模擬微重力育種系統(tǒng)的控制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文介紹了地面模擬微重力育種系統(tǒng)的研究目的及意義。通過分析比較多種地面模擬微重力環(huán)境裝置的優(yōu)缺點,提出基于數(shù)學模型,采用半主動式氣浮法設計了三維空間三自由度地面模擬微重力育種裝置的控制系統(tǒng)。論文研究了系統(tǒng)的動力學問題,并重點描述了三維空間內(nèi)育種平臺的運動姿態(tài)。地面模擬微重力育種系統(tǒng)是一個參數(shù)隨機時變、非線性的復雜系統(tǒng),傳統(tǒng)PID控制器無法使系統(tǒng)精確建模,其控制效果不理想。因此,在沒有真實的物理實驗裝置條件下,本文只做原理性的分析設計。分析系統(tǒng)動力學和模擬目標受力平衡基礎上,本文選用徑向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡在線學習并自整定PID參數(shù)的控制算法對育種系統(tǒng)進行控制,該控制器可以使系統(tǒng)快速、穩(wěn)定的達到所要求的理想形態(tài)�；谟N平臺在Z軸向上所實現(xiàn)的重力補償問題,進一步規(guī)劃并描述三自由度系統(tǒng)的空間位姿。首先分析給定的橢圓空間曲線軌跡,建立數(shù)學模型;然后根據(jù)齊次空間坐標變換和參數(shù)化理論,利用三次樣條插值函數(shù)逼近算法列出參數(shù)方程;最后通過Matlab編程求解系數(shù)并列出x,y,z三軸的參數(shù)方程,從而實現(xiàn)控制育種平臺三維位姿的目的。Matlab軟件仿真驗證本文基于數(shù)學模型算法的合理可行性。由仿真結(jié)果可知,徑向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制算法可以達到在地面上模擬太空微重力環(huán)境進行育種的效果;三次樣條插值函數(shù)逼近算法在控制系統(tǒng)空間位姿的研究中,可以使并聯(lián)機構(gòu)實現(xiàn)給定的空間軌跡曲線,即本文對地面模擬微重力育種系統(tǒng)控制方法的設計和規(guī)劃是合理,可行的。
【關鍵詞】：微重力育種 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器 三次樣條插值 Matlab仿真驗證
【學位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S33;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題研究的目的和意義8-9
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 地面模擬微重力環(huán)境試驗方法簡介9-10
• 1.2.2 地面模擬微重力環(huán)境的方法研究綜述10-11
• 1.2.3 智能控制系統(tǒng)研究概述11-12
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容和方法12-14
• 第二章 系統(tǒng)整體設計與動力學分析14-33
• 2.1 地面模擬微重力育種系統(tǒng)的總體設計14-18
• 2.1.1 系統(tǒng)設計規(guī)劃及技術路線14-15
• 2.1.2 系統(tǒng)在垂直地面Z向上重力的補償法15-17
• 2.1.3 系統(tǒng)的組成及工作原理17-18
• 2.2 地面模擬微重力育種系統(tǒng)中主要機構(gòu)的特性研究18-27
• 2.2.1 系統(tǒng)機構(gòu)自由度數(shù)的分析18-19
• 2.2.2 模擬系統(tǒng)的質(zhì)量估算19
• 2.2.3 系統(tǒng)中主要機構(gòu)的參數(shù)選擇19-21
• 2.2.4 低摩擦氣缸的數(shù)學模型21-23
• 2.2.5 先導型比例減壓閥的特性分析23-25
• 2.2.6 絲杠的特性研究25-27
• 2.3 地面模擬微重力育種系統(tǒng)動力學方程的研究27-32
• 2.3.1 模擬目標的受力平衡分析28-29
• 2.3.2 對系統(tǒng)動力學的分析29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 徑向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡自調(diào)整PID參數(shù)的控制器設計33-42
• 3.1 傳統(tǒng)PID控制器的設計33-35
• 3.1.1 傳統(tǒng)PID控制器的局限性33-34
• 3.1.2 增量式PID參數(shù)控制方法34-35
• 3.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法的研究35-38
• 3.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的基本原理35-36
• 3.2.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的模型36-37
• 3.2.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的學習算法37-38
• 3.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的PID控制器設計38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第四章 系統(tǒng)三維運動姿態(tài)的描述研究42-57
• 4.1 系統(tǒng)橢圓空間軌跡的規(guī)劃研究42-49
• 4.1.1 分析給定的橢圓形空間曲線42-45
• 4.1.2 建立給定的橢圓空間軌跡數(shù)學模型45-47
• 4.1.3 系統(tǒng)運動軌跡的規(guī)劃47-49
• 4.2 系統(tǒng)運動軌跡參數(shù)的系數(shù)求解過程49-56
• 4.2.1 三維空間位姿的描述49-50
• 4.2.2 空間齊次坐標變換過程50-52
• 4.2.3 樣條函數(shù)的參數(shù)化研究及系數(shù)求解52-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 控制算法的仿真驗證分析57-66
• 5.1 MATLAB軟件介紹57-58
• 5.1.1 Matlab中Simulink模塊簡介57
• 5.1.2 Matlab中Spline工具箱簡介57-58
• 5.2 驗證RBF神經(jīng)網(wǎng)絡在線調(diào)整系統(tǒng)PID參數(shù)的可行性58-61
• 5.2.1 傳統(tǒng)PID控制器的仿真結(jié)果58-59
• 5.2.2 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡整控PID參數(shù)的仿真結(jié)果59-61
• 5.3 軌跡規(guī)劃的仿真驗證61-64
• 5.4 本章小結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-73
• 個人簡歷73

【參考文獻】

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