三轴转台的神经网络控制研究及基于RTX控制软件设计

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1、四川大学硕士学位论文三轴转台的神经网络控制研究及基于RTX控制软件设计检测技术与自动化装置专业研究生：赵郁峰指导老师：雷勇摘要三轴转台是测试惯性元件的关键设备之一。随着航空、航天工业的发展，对其关键性设备惯性元件要求的精度不断提高，同时对转台性能指标的要求也越来越高。本文以三轴转台为研究背景，结合神经网络控制的方法，着重对影响性能的摩擦干扰问题进行补偿及对神经网络PII)控制器进行了理论分析设计，实现基于RTX的转台系统控制软件。首先，文章通过理论分析推导三轴转台的数学模型，并根据实际参数建立了三轴转台的状态方程。根据逆系统理论讨论了系统可解耦性，证明并得出解耦系统。

2、通过解耦，三轴转台系统成为三个单输入，单输出线性系统，为理论分析设计控制系统提供了转台模型。其次，对影响转台系统的控制精度的主要因素摩擦力矩，进行理论分析。主要介绍了产生摩擦力的原因，包括机械和分子两个作用。介绍常用的摩擦力模型，概括总结摩擦力矩对转台系统的影响，对当前补偿摩擦力的方法进行归纳总结。探讨BP神经网络结构、特点，及其算法。在此基础上，文中主要探讨了神经网络控制在三轴转台系统中的应用。通过神经删络的设计，实现摩擦力矩的补偿。设计了基于BP神经网络的PID控制器，实现PID控制器参数自学习、自整定。引入权值拟熵作为目标函数的惩罚函数，简化网络结构，减少运算量

3、。同时分析丁系统的收敛性和稳定性，仿真结果显不该方法满足转台系统的性能指书¨四川人学硕士学位论文最后分析了Windows2000系统的实时性，介绍RTX实现实时操作的功能及原理，并完成了三轴转台控制系统的软件开发，解决实时控制软件难以运行在Windows2000操作系统下的课题。关键词：三轴转台；摩擦力；神经网络；PID控制器；RIX四川大学硕士学位论文ResearchonControlSystemwithNeuralNetworksandRTX—-BasedSoftwareDesignforThree--axisTableDetectionandAuto—Contr

4、olEquipmentSpecialtyCandidate：ZhaoYufengSupervisor：LeiYongAbstractThree—axistableisoneofthekeymeasuringequipmentoftheinertialcomponent．Withthedevelopmentofaerialindustry，therequirementofperformanceofthethree—axistableishigherandhigher．Thisthesisiswrittenonthebackgroundoftheresearchproje

5、ctofthree～axistable．Tomakeuseofanalysisanddesignonthetheoryofneuralnetwork，itmainlyfocusesontheanalysisoffrictionaldisturbanceanddesigningneural—PIDcontrollerandtherealtimesystemsoftwareoilthebaseofWindows2000一RTXoperationsystem．Firstly，themathematicalmodelofthree～axistableispresentedby

6、thetheoryanalysis，andissimplifiedaccordingtopracticalparametersThestateequationofthree—axistableisestablished．Accordingtotheadversesystemtheorytheuncoupledabilityofthenetworkisprovedandlinearuncouplingnetworkisalsoobtained．Themodelistransformedintothreesingleinputandsingleoutput1inearsy

7、stems，andthenitcanbeanalyzedanddesignedbythe1inearsystemtheory．SecondlY，basedonaffectionofthemachineandmolecularthefrictionwhichisthemainlYdisturbanceinthecontrolaccura-cyiSintroduced．Theusefulstribeckfrictionmodelisgiven．IIl四川大学硕士学位论文Afterdiscussingthecharacteristicandalgorith