基于模糊PID的飞机防滑刹车系统动态仿真

《基于模糊PID的飞机防滑刹车系统动态仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第29卷第2期计算机仿真2012年2月文章编号：1006—9348(2012)02—0040—05基于模糊PID的飞机防滑刹车系统动态仿真王平军，侯波(空军工程大学工程学院，陕西西安710038)摘要：在飞机防滑优化控制问题的研究中，存在飞机防滑刹车系统响应速度慢、抗干扰能力差等问题。由于飞机着陆时发动机处在慢速工作状态，防滑系统处于复杂的非线性过程。为提高刹车效率，提出将遗传算法优化的模糊控制应用到飞机防滑刹车系统中。采用遗传算法对采用“串联二进制编码”的隶属函数参数进行联合优化，并将优化过的控制规则用于设计模糊控制器。将设

2、计的控制器和刹车系统模型在Simulink环境下进行数字仿真。仿真结果表明，遗传算法的模糊PID控制，在飞机防滑刹车控制中，具有良好的控制效果和抗干扰能力，为防滑刹车系统控制设计提供了一条新的手段。关键词：飞机防滑刹车；滑移律；模糊比例一积分一微分控制器；系统仿真中图分类号：TP273+．4；V226文献标识码：BDynamicSimulationofAircraftAnti——SkidBrakingSystemBasedonfuzzyPIDControlWANGPing—iun，HOUBo(TheEngineeringCol

3、legeoftheAirForceEngineeringUniversity，Xi’anShanxi710038，China)ABSTRACT：Aircraftanti—skidbrakingsystembasedonconventionalPIDcontrolstrategyhaslowconver舀ngspeedandlowabilityofanti-jamming．Aimingattheseproblems，anewoptimalstrategyoffuzzycontrolbasedongeneticalgorithmw

4、aspresentedtoapplyintheaircraftanti—skidbrakingsystem．Parametersofmemberfunctionswereen—codedthroughbinarycodingmethod，andthenintegratedoptimizationWascarriedoutbyusingGeneticAlgorithm．Theoptimizedruleswereadoptedtodesignfuzzycontroller．ThenthefuzzyPIDcontrollingmod

5、eloftheproposedsystemWasverifiedwithSimulink．TheresultsofthesimulationdemonstratethatthefuzzyPIDcontrolcanachieveanidealcontroleffect，hasstrongabilityofanti—jamminginaircraftanti—skidbrakingsystem，andprovidesanewwayforcontrollinganti—skidbrakingsystem．KEYWORDS：Aircr

6、aftanti—skidbraking；Slippingratio；FuzzyPIDcontroller；Systemofsimulationl引言飞机防滑刹车系统是一个高阶非线性的复杂系统，其结构参数具有时变性和不确定性。因此，难以建立其精确的数学模型。在刹车系统控制中，传统的控制方法(PID+PBM)依赖于系统模型的精确性、完整性，因而系统的鲁棒性差、刹车效率低。近年来，研究者应用优化控制理论，通过合理简化和近似处理来实现刹车控制，由于模糊控制不依赖被控对象的精确数学模型，具有良好的鲁棒性等特点，将模糊控制应用于飞机防滑刹

7、车系统取得了较好的控制效果¨。J。但在模糊控制的控制器设计中，模糊控制规则和隶属函数的正收稿日期：2011一01—21修回日期：2011—04—21—-·——40---——确选择是关键，其决定了控制系统的性能和控制效果。在一般模糊控制中，模糊控制规则和隶属函数是依靠专家知识和操作者的经验获取的，具有很强的主观性，这往往导致常规方法设计的模糊控制器难以达到最佳控制的目的H一7J。遗传算法是基于自然选择和基因遗传学机理的一种并行随机搜索算法，在优化领域得到有效应用。近年来，一些学者尝试采用遗传算法来实现隶属函数或模糊规则优化，使模

8、糊控制器性能得到不同程度的提高H一7j。本文将遗传算法与模糊PID控制算法相结合，利用遗传算法对隶属函数进行独立编码和分步联合优化设计，实现了对飞机刹车的防滑控制。通过某型飞机的仿真分析表明：该方法对飞机防滑控制具有良好的效果。2飞机防滑刹车系统描述2．1飞机机体动力学模型以