發(fā)布時間：2017-03-23 00:02

  本文關(guān)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(diǎn),提出基于數(shù)學(xué)模型,采用半主動式氣浮法設(shè)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(xué)問題,并重點(diǎn)描述了三維空間內(nèi)育種平臺的運(yùn)動姿態(tài)。地面模擬微重力育種系統(tǒng)是一個參數(shù)隨機(jī)時變、非線性的復(fù)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(shí)的物理實(shí)驗(yàn)裝置條件下,本文只做原理性的分析設(shè)計。分析系統(tǒng)動力學(xué)和模擬目標(biāo)受力平衡基礎(chǔ)上,本文選用徑向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)并自整定PID參數(shù)的控制算法對育種系統(tǒng)進(jìn)行控制,該控制器可以使系統(tǒng)快速、穩(wěn)定的達(dá)到所要求的理想形態(tài)�；谟N平臺在Z軸向上所實(shí)現(xiàn)的重力補(bǔ)償問題,進(jìn)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(xué)模型;然后根據(jù)齊次空間坐標(biāo)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(shí)現(xiàn)控制育種平臺三維位姿的目的。Matlab軟件仿真驗(yàn)證本文基于數(shù)學(xué)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(luò)PID控制算法可以達(dá)到在地面上模擬太空微重力環(huán)境進(jìn)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(jī)構(gòu)實(shí)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(shè)計和規(guī)劃是合理,可行的。
【關(guān)鍵詞】：微重力育種 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器 三次樣條插值 Matlab仿真驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(yàn)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(shè)計與動力學(xué)分析14-33
• 2.1 地面模擬微重力育種系統(tǒng)的總體設(shè)計14-18
• 2.1.1 系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃及技術(shù)路線14-15
• 2.1.2 系統(tǒng)在垂直地面Z向上重力的補(bǔ)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(jī)構(gòu)的特性研究18-27
• 2.2.1 系統(tǒng)機(jī)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(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇19-21
• 2.2.4 低摩擦氣缸的數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.2.5 先導(dǎo)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(xué)方程的研究27-32
• 2.3.1 模擬目標(biāo)的受力平衡分析28-29
• 2.3.2 對系統(tǒng)動力學(xué)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(luò)自調(diào)整PID參數(shù)的控制器設(shè)計33-42
• 3.1 傳統(tǒng)PID控制器的設(shè)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(luò)控制算法的研究35-38
• 3.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理35-36
• 3.2.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型36-37
• 3.2.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法37-38
• 3.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器設(shè)計38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第四章 系統(tǒng)三維運(yùn)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(xué)模型45-47
• 4.1.3 系統(tǒng)運(yùn)動軌跡的規(guī)劃47-49
• 4.2 系統(tǒng)運(yùn)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(biāo)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(yàn)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(yàn)證RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(yàn)證61-64
• 5.4 本章小結(jié)64-66
• 第六章 結(jié)論66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 個人簡歷73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：262484