直升機(jī)實驗系統(tǒng)控制研究.pdf

1、智能控制技術(shù)是隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，在過程控制的實踐中形成并得到廣泛的應(yīng)用。隨著控制系統(tǒng)的復(fù)雜化，采用單一的控制策略已不能滿足控制品質(zhì)的要求，人們已經(jīng)把多種控制策略結(jié)合起來實施控制，以提高系統(tǒng)控制的性能。
　　 本文結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論和PID控制的優(yōu)點(diǎn)，針對直升機(jī)實驗系統(tǒng)控制提出常規(guī)PID控制、模糊PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制四種控制系統(tǒng)設(shè)計方案。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論與PID控制的結(jié)合，使其構(gòu)成的智能控制

2、系統(tǒng)不僅具有自適應(yīng)，自學(xué)習(xí)能力，而且還具有PID控制的簡單及廣泛適用性。
　　 首先對直升機(jī)實驗系統(tǒng)進(jìn)行建模并設(shè)計直升機(jī)PID控制器，根據(jù)設(shè)置的峰值時間，在相對理想PID控制參數(shù)下，對直升機(jī)的俯仰角度控制、橫側(cè)軸角度控制和旋轉(zhuǎn)軸的速度控制進(jìn)行了仿真實驗。
　　 提出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制系統(tǒng)，在基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并行性、分布性、非線性映射能力及可訓(xùn)練能力的基礎(chǔ)上，引入常規(guī)PID控制器的反饋結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)由兩個閉環(huán)構(gòu)成，采用三層BP神經(jīng)

3、網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練PID調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)，其權(quán)值的修正與控制量的輸出同步進(jìn)行，從而增強(qiáng)了控制器的實時性、靈活性與實用性。仿真結(jié)果表明，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器對直升機(jī)俯仰角度具有較好的控制品質(zhì)。它只需較少的先驗知識，仍能取得較好的控制效果，能夠明顯降低PID控制系統(tǒng)的超調(diào)。
　　 提出模糊PID控制系統(tǒng)，設(shè)計模糊PID自適應(yīng)控制器。把PID三個參數(shù)的修正值作為輸出語言變量，構(gòu)成一個三變量二維模糊控制器。利用模糊邏輯控制規(guī)則在線對PID參

4、數(shù)進(jìn)行修改，實現(xiàn)了PID控制器參數(shù)在線自調(diào)整，進(jìn)一步完善了PID控制器的性能。仿真結(jié)果表明，模糊自適應(yīng)PID控制器控制的系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度和系統(tǒng)穩(wěn)定時間與常規(guī)PID控制器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器相比改善明顯，但是存在微小的穩(wěn)態(tài)誤差。
　　 提出模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，設(shè)計模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用模糊推理機(jī)的輸出信號進(jìn)行學(xué)習(xí)，不斷逼近被控對象的逆動力學(xué)，使輸出變化趨于零，從而逐步實現(xiàn)對系統(tǒng)的高精度跟蹤控制。仿真結(jié)果表明，模糊神經(jīng)