电动负载模拟器智能控制技术研究-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Automation Engineering Research on Intelligent Control Technology of Electric Load Simulator A Thesis in Control Theory and Control Enginneering by Sun Xiu-jie Advised by Prof. Wang Zhi-sheng Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering February, 2012 承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书） 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 南京航空航天大学硕士学位论文 电动负载模拟器智能控制技术研究 电动负载模拟器智能控制技术研究 摘 要 负载模拟器是在实验室条件下模拟新型导弹等飞行器在飞行过程中所受空气动力载荷的半 实物仿真装置。如何抑制由舵机的主动运动引起的多余力矩，是电动负载模拟器需要解决的技 术难点。本文对电动负载模拟器控制进行了深入研究。 首先分析了电动负载模拟器系统的组成和基本工作原理，并采用机理法建立了数学模型。 通过对多余力矩的仿真分析，得出其存在大大降低了系统加载性能的结论。设计了基于 PID 的 速度前馈补偿控制系统，改善了系统的动态性能，但是由于系统存在强扰动、参数时变和非线 性等特点，该控制算法存在一定的局限性。 接着分析了混沌的基本性质，通过研究 Logistic 映射和 Lorenz 方程的控制参数来定量地研 究与控制混沌，分别对 Lyapunov 指数和测度熵进行仿真与分析，得出判断混沌的依据，建立 Hopfield 神经网络模型，并在此基础上引入了一个具有混沌特性的负反馈项，得到混沌神经元 模型。 然后建立了基于退火策略的混沌神经网络的数学模型，通过仿真得到混沌状态随自反馈权 值的衰减而倒分岔形式退化的全过程。设计了基于退火策略的混沌神经网络与传统的 PI 控制相 结合的控制策略，利用混沌神经网络全局寻优的能力有哪些信誉好的足球投注网站到最优的 P、I 控制参数。仿真结果表 明，该控制方法比传统控制方法能更好地抑制多余力矩，提高系统的加载性能。 最后在工控机上设计了基于 VC++的电动负载模拟器人机界面和基于混沌神经网络的 PI 控 制软件程序，并在此基础上进行了相关的实验研究。 关键词：电动负载模拟器，电动加载，混沌神经网络，多余力矩，模拟退火策略 i PAGE PAGE iv iii iii ABSTRACT Load simulator is a hardware-in-loop simulation device which is used to simulate the aerodynamic loads suffered by new missiles and other aircrafts when they flight. How to inhibit the surplus torque caused by the active exercise of actuator is the technical difficulty which need to be solved in electric load simulator. This paper studied the control of electric load simulator deeply. Firstly, the system composition and basic working principle of electric load simulator is analyzed, and the mathematical model is built based on its mechanism. Through the simulation analyzing of the surplus torque, we can