基于经验数据的迭代学习控制在负载仿真中的应用研究

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文基于经验数据的迭代学习控制在负载仿真中的应用研究姓名：俞凯申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：王明彦20050701摘要负载仿真系统是在实验室条件下模拟空中飞行时导弹舵面的负载情况，对舵系统的实际工作性能进行考核的力矩仿真设备。它以加载轴上的输出力矩为控制对象，仿真其在飞行器飞行过程中所承受的铰链力矩。加载电机被动地跟随舵机位置运动并同时加载，凶此不可避免地存在着被动式系统特有的多余力矩影响。多余力矩的抑制问题是负载仿真系统必须解决的重点和难点问题。本文提出了一种新的电动负载仿真系统的总体结构，采用直流力矩电机对舵机轴

2、进行直接力矩加载，降低了由减速器带来的间隙和摩擦等不利凶素的影响，为有效地抑制多余力矩创造了有利条件。电动负载仿真系统是一个复杂的模型不确定的，摩擦、间隙等各种非线性因素并存的强耦合系统，并且存在着多余力矩的问题。对这种系统采用一般的控制方法不能解决转矩控制存在的问题。针对本系统具有运行“重复性”的特点，提出采用迭代学习策略以消除非线性影响、适应对象变化和系统参数变化并实现转矩跟踪控制的系统控制思想。并对之进行了仿真分析，结果证明学习控制算法能够抑制传动间隙的影响并能有效的消除系统的多余力矩。但是采用常规的迭代学习控制，如果初始跟踪偏差过大，会引起初始转矩冲击

3、和收敛时间较长的问题，本文提出基于经验数据获得初始控制的方法。利用先前迭代学习控制的经验数据，建立经验数据库，用数据库中的数据样本拟和出局部线性模型，从而确定学习控制的初始输入量。仿真结果表明该方法有效地解决了初始转矩冲击问题。最后进行了实验研究，从硬件和软件两方面实现了电动负载仿真系统。并通过实验结果证明了基于经验数据的迭代学习控制能够比较理想的应用于电动负载仿真系统中。关键词负载仿真：迭代学习；经验数据；初始控制篁查鎏三些查耋三兰堡圭兰篁篁塞AbstractTheloadsimulatorsystemiSusedtosimulatetheloadonthe

4、surfaceofactuatorwhenitisflyinginthesky，andtotestitsperformanceinthelab．Theoutputtorqueontheloadaxesisasthesystem’Scontrolobject，andisusedtosimulatethetorque10adofaircraft’Sruddersystem．ItiSusedinthenationaldefenceorcivilequipment’loadsimulationtestsituation．Theloadingmotorfollowsth

5、epositionchangesoftherudderpassivelyandSOtheinfluenceofredundancytorquebecomesinevitably．RestrainingtheredundancytorqueisanimportantanddifficultproblemthatmustbesettledintheloadsimulationsystemInthispaperanewkindoftheloadsimulationsystemispresented．TheDCtorquemotorisusedtoloaddirect

6、ly,SOthattheinfluenceofgapandfrictionispartlydiminished，andthismethodcreatesfavorableconditionforrestrainingtheredundancytorqueeffectively．Basedontheresearchontheitemsandinthefoundationofanalyzingelectro—hydraulicloadsimulator，thecontrolofthesystemisthemainresearchcontent．Itisobviou

7、sthroughtheanalysisthattheactuatorelectricloadingsystemisdifficulttomodelingandhasmanynonlinearingredientssuchasfrictionandclearance．Itisalsoastrongcouplingsystem，Sothecommoncontrolstrategycannotbeusedtoresolvethoseproblemsmentionedabove．The“repetition’’ofthestatesistakenintoaccount

8、andanideathatadopts