地球模拟器温度控制系统的研究-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

Classified Index: V233.7+54 U.D.C.: 629.783 Dissertation for the Master’s Degree in Engineering RESEARCH ON THE TEMPERATURE CONTROL SYSTEM OF THE EARTH EMULATOR Candidate：  Feng Xingwei Supervisor： Associate Prof. Ma Guangcheng Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty: Control Theory and Control Engineering Affiliation: Dept of Control science and Engineering Date of Defense: June, 2006 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - I - 摘要 地球模拟器在卫星姿态控制中占有重要的地位，地球模拟器的温度控制 系统是其重要组成部分。本文从地球模拟器温度控制系统设计的角度出发， 完成了对于过程控制系统的一些算法研究工作。主要工作有以下几个方面： 首先,介绍了地球模拟器温度控制系统的设计背景和基本功能，对当前 国内外温度控制技术的发展概况进行简要的介绍。 其次，本文对地球模拟器进行了系统建模。针对模型特点选择了比较适 合的控制算法并做了必要的介绍，包括模糊控制、PID 控制和模糊免疫控 制，并分析了数字 PID 控制系统和模糊控制系统在 温度控制方面的优缺 点。 接着进行了温度控制系统软件的设计和算法的实现，分析了调试过程中 出现的问题，对数字 PID 控制算法作了改进，把积分分离算法应用到地球 模拟器控制系统中，针对测量过程中存在干扰，设计了数字滤波器。对 PID 控制超调量大，调解时间长的缺点，设计了模糊免疫 PID 控制器来改善系 统的动态性能，并取得了很好的效果。 在此基础上，针 对 模 糊 免 疫 PID 控制器设计过程中模糊控制器设 计较复杂、调节参数较多的缺点,通过分析模糊免疫 PID 控制器的比例增 益变化特点，设计了基于数学函数的变比例增益的 PID 控制器，并给出了 仿真结果。 关键词 地球模拟器；模糊控制；PID 控制；模糊免疫控制；温度控制 - - II - Abstract The earth emulator is very important in the satellite attitude control, the temperature control system is the main part in the earth emulator system. Based on the earth emulator system, we finished some research on the process control system design and control arithmetic. The main efforts are in the following aspect: First, this thesis gives the background and the main function of the earth emulator, as well as the development of the temperature control technique all over the world. Secondly, the system model of earth emulator is given here, with this model we choose some proper control arithmetic and give an introduction of them, including fuzzy control method, PID control method and fuzzy- immune control method, the advantage and disadvantage of digital PID control and the fuzzy control in the temperature control system are also given in this thesis. Then, the design of the software