电动负载模拟器的先进pid控制策略研究

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1、图书分类号___________TP273__________________密级______非密______注1UDC_____________690_______________________________________________全日制工程硕士学位论文电动负载模拟器的先进PID控制策略研究李江校内指导教师（姓名、职称）________贾建芳副教授_____________校外指导教师（姓名、职称）________李辉高工_________________申请学位级别________工学硕士________________所在领域（研究方向）_______

2、_____控制科学与工程_________________论文提交日期___2015__年___6___月__1___日论文答辩日期___2015__年__5___月___24___日学位授予日期________年______月______日论文评阅人_______续欣莹_____任一峰_____________________________答辩委员会主席____孙志毅________________2015年5月24日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类中北大学学位论文电动负载模拟器的先进PID控制策略研究摘要负载模拟器是一种被动式力伺服控制系统，用以模拟飞行器

3、舵机在飞行中所承受的空气动力力矩载荷，是进行地面半实物仿真的重要设备。随着电力电子技术的发展，电机性能获得了很大改善，电动负载模拟器逐渐在航空航天、工业生产等领域得到了广泛应用。由于存在多余力矩以及系统本身的非线性和不确定性，传统控制策略结合常规PID控制难以对其进行有效的抑制。因此，为提高系统的控制性能，对电动负载模拟器进行先进PID控制策略研究是非常必要的。本文通过分析电动负载模拟器的机械结构和工作原理，建立了加载系统的数学模型，分析了多余力矩的产生机理，论述了负载模拟器的发展过程中出现的各种控制策略，并指出其优缺点。利用MATLAB软件对常规PID控制和先进PID

4、控制包括模糊PID控制、神经网络PID控制进行仿真分析，仿真结果表明，先进PID控制策略可以实现系统的输出转矩快速、准确地跟踪输入转矩，能够有效抑制多余力矩，提高了控制性能。关键词：电动负载模拟器，多余力矩，模糊PID控制，神经网络PID控制中北大学学位论文ResearchonAdvancedPIDControlStrategyofElectricLoadSimulatorAbstractLoadSimulatorisapassiveforceservocontrolsystem,whichcansimulateaerodynamicloadonaircraft,iti

5、soneoftheimportantequipmentforgroundsimulation.Withthedevelopmentofpowerelectronictechnology,themotorperformancegetimprovedalot,electricloadsimulatorgraduallyintheaerospace,industrialproductionandotherfieldshasbeenwidelyapplied.TheconventionalcontrolstrategycombiningwithPIDcontrolisdiffi

6、culttocarryontheeffectiveinhibition,becauseoftheextratorqueandthenonlinearanduncertaintyofthesystemitself.Therefore,inordertoimprovethecontrolperformanceofsystem,theadvancedPIDcontrolstrategystudyontheelectricloadsimulatorisverynecessary.Inthispaper,throughtheanalysisofthemechanicalstruc

7、tureandworkingprincipleofelectricloadsimulator,mathematicalmodeloftheloadingsystemisestablished,themechanismofsurplustorqueareanalyzed,allkindsofcontrolstrategiesarediscussedinthecourseofthedevelopmentoftheloadsimulator.Atthesametime,theiradvantagesanddisadvantagesarepoin