基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電動負(fù)載模擬器控制策略研究.pdf

1、電動負(fù)載模擬器是采用電動機(jī)作為執(zhí)行元件的舵機(jī)加載裝置，用來在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬飛行器飛行過程中其舵面所受的負(fù)載情況，是武器系統(tǒng)地面仿真的重要設(shè)備。由于加載電機(jī)需在被動跟隨舵機(jī)運(yùn)動的同時(shí)完成力矩加載，不可避免地存在被動式系統(tǒng)共有的多余力矩問題。多余力矩的存在嚴(yán)重制約了加載系統(tǒng)的性能，使得加載電機(jī)的力矩輸出不能精確復(fù)現(xiàn)載荷曲線。因此如何抑制系統(tǒng)的多余力矩，研究發(fā)展高性能的舵機(jī)加載設(shè)備顯得十分迫切。
　　由于電動加載系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)干擾的典型

2、非線性系統(tǒng)，系統(tǒng)中存在耦合、滯后、機(jī)械摩擦等因素，而且被加載對象通常具有不確定性，因此采用基于被控對象精確數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)控制策略，多余力矩的抑制效果往往不是很理想。針對電動加載系統(tǒng)控制的復(fù)雜性，論文引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性逼近能力，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩輸出的精確跟蹤。
　　論文首先設(shè)計(jì)了以永磁直流力矩電機(jī)為加載執(zhí)行元件的電動加載系統(tǒng)總體方案，建立了系統(tǒng)各部分的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，分析了多余力矩與舵機(jī)運(yùn)動的關(guān)系以及影響

3、多余力矩的主要因素。結(jié)合電動加載系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的單神經(jīng)元PID自適應(yīng)控制策略。為了更好地抑制系統(tǒng)的多余力矩，論文從補(bǔ)償思想出發(fā)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了基于傳統(tǒng)PID結(jié)構(gòu)和對角回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的復(fù)合控制策略。將舵機(jī)的位置干擾引入控制器中，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行前饋補(bǔ)償，不需要辨識系統(tǒng)的模型就可以獲得良好的控制性能。同時(shí)，對網(wǎng)絡(luò)規(guī)模及學(xué)習(xí)速率進(jìn)行了優(yōu)化處理，增強(qiáng)了系統(tǒng)的泛化能力，有效地控制了計(jì)算量。仿真分析結(jié)果表明，該復(fù)合控制策略無論