电动舵机的非线性因素模糊pid控制

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2、．中国科学院２化１５年Ｗ月．，Ｉ■Ｌ．■：广＾．Ｖ．．．＇－－．ｆ％■，Ｊ密级:硕士学位论文电动舵机的非线性因素模糊PID控制作者姓名：汪镇波指导教师:张跃、研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所学位类别:工程硕士学科专业:机械工程培养单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所2015年10月FuzzyPIDcontrolinElectricsteeringenginefornonlinearfactorByZhenboWangADissertatio

3、nSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofengineeringChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciencesOctober,2015~.gtlf.£ptIYj*A~m~~:M·~~~~~~~*Aa~~rn~~~~mff~~I~M~~~fiX

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6、;3,it~!fZ_m"':I'JI:IiJi'£;3,~B~~:..;p>L{,f2..)BAA:~1-2.-3>摘要电动舵机的非线性因素模糊PID控制汪镇波（机械工程）导师：张跃摘要电动舵机是飞行器控制系统中重要的组成部分，而舵机的性能决定飞行过程中的动静态性能。在飞行过程中，舵机系统的动静态特性受到摩擦和间隙等非线性因素干扰所制约，往往不能满足其性能指标要求。系统在换向的时候，因为有齿轮间隙的存在，因此会产生一个反向误差，这便会导致舵机系统的跟踪精度下降。而间隙又是机械结构中不可避免的现象，消除间隙则会增

7、加机构复杂性及制造难度。本课题研究目的为针对某采用无刷直流电机的导弹电动舵机，通过控制算法层面将间隙对系统的干扰影响降到最低。为提高电动舵机系统在非线性因素干扰下的控制精度，本课题主要完成以下工作：本文根据模糊控制算法所具有对扰动不敏感、鲁棒性较强的特点，设计了基于模糊理论的PID控制器，实现电动舵机系统位置环跟踪。同时为了解决人工设定的模糊控制规则对系统影响大的问题，引入了自适应原理，提高控制精度以满足舵机性能指标要求。为验证该方法的可行性，本文用simulink仿真方法进行模型的搭建与仿真分析，对其算法进行

8、验证，并与常规PID算法进行对比。仿真结果表明，与常规PID控制器相比，自适应模糊PID控制器的控制精度高、响应速度快、超调量小，同时降低了非线性因素干扰的影响。在硬件平台搭建方面，本文根据电动舵机系统的特点，选择以DSP为核心的基于CAN2.0和SCI的多总线控制系统，实现舵机系统的精准控制及数据实时准确传输。在控制算法实现方面，为简化程序设计，采用基于模型设计的方法，节省了大量设计