【摘 要】
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负载模拟器是地面半实物仿真系统中的一种重要专用设备,用来模拟飞行器舵机在飞行过程中所受空气动力载荷。论文以电动式负载模拟器为研究对象,提出一种有效提高控制系统性能
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负载模拟器是地面半实物仿真系统中的一种重要专用设备,用来模拟飞行器舵机在飞行过程中所受空气动力载荷。论文以电动式负载模拟器为研究对象,提出一种有效提高控制系统性能的方法。本文分析了电动负载模拟器的主要技术问题、基本工作原理和系统构成。采用机理建模方法建立了系统的数学模型,并用实验的方法验证了这个数学模型的准确性。在数学模型的基础上,分析了电动负载模拟器的静态特性和多余力矩产生的机理以及影响多余力矩大小的因素。论文采用线性PID控制器以提高系统的频宽及跟踪精度,采用结构不变性前馈补偿方案来消除多余力矩干扰。通过仿真分析可以看出,此控制策略可以提高系统的响应速度,增强系统的跟踪精度。但由于电动负载模拟器的摩擦力矩等非线性因素难以在数学模型和控制策略中得到反映。因此,论文提出了将经典控制理论与神经网络结合起来的复合控制策略,以克服线性PID控制方法的缺陷。通过仿真分析可以看出,比单纯的采用经典PID控制器,有了明显改善,基本消除多余力矩,系统动态性能得到进一步改善。本文设计了电动负载模拟器实验台,采用阶跃信号作为典型加载信号对实际系统进行了动态性能测试,测试结果验证了控制算法的有效性。
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