基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電動負載模擬器控制策略研究.pdf

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

2、非線性系統(tǒng)，系統(tǒng)中存在耦合、滯后、機械摩擦等因素，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)控制的復雜性，論文引入了神經(jīng)網(wǎng)絡控制，利用神經(jīng)網(wǎng)絡強大的非線性逼近能力，可以實現(xiàn)轉矩輸出的精確跟蹤。
　　論文首先設計了以永磁直流力矩電機為加載執(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)學模型。在此基礎上，分析了多余力矩與舵機運動的關系以及影響

3、多余力矩的主要因素。結合電動加載系統(tǒng)的運行特點，提出了一種改進結構的單神經(jīng)元PID自適應控制策略。為了更好地抑制系統(tǒng)的多余力矩，論文從補償思想出發(fā)，進一步設計了基于傳統(tǒng)PID結構和對角回歸神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的復合控制策略。將舵機的位置干擾引入控制器中，利用神經(jīng)網(wǎng)絡進行前饋補償，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，對網(wǎng)絡規(guī)模及學習速率進行了優(yōu)化處理，增強了系統(tǒng)的泛化能力，有效地控制了計算量。仿真分析結果表明，該復合控制策略無論