某破障武器电液伺服系统建模与非线性控制研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:simon20088
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某爆破扫雷器采用电液伺服系统作为其控制系统,由于电液伺服系统内部参数的不确定及易受到外部干扰,是一个非线性的系统,采用传统的建模方法与控制理论,难以对其进行精准的建模与控制。为了提高电液伺服系统的控制精度,本文从电液伺服系统的建模与非线性控制两个方面进行研究,以提高爆破扫雷器的作战性能。论文首先对爆破扫雷器的工作流程、系统各部分的硬件选型和性能参数做了介绍,对发射架的实际位置与旋变测量值的对应关系做了说明。根据液压系统原理,推导出电液伺服系统的传递函数和状态空间方程,并根据传递函数对电液伺服系统的非线性特性进行了分析。根据基因编程、遗传算法的各自优点,将两算法进行融合,得到基于基因编程的遗传算法,由AMESim仿真模型的输入输出数据,对系统采用辨识的方法建模。针对基于基因编程的遗传算法运行效率不足问题,利用基因表达式编程算法,改进其运行效率。采用模型与实际输出之间的均方差作为评判性能指标,对基于基因编程的遗传算法和基因表达式编程算法得到的电液伺服系统模型进行评估。在Simulink中搭建电液伺服系统,依赖动态面设计思想和反步设计法设计自适应动态面控制器,利用模糊推理理论来弥补自适应动态面控制器鲁棒性欠缺的问题。在软件仿真中,对系统输入阶跃信号和正弦信号,以验证控制器的静态和动态跟踪性能。最后介绍了扫雷器发射架电液伺服系统实验平台和控制软件。基于该实验平台验证鲁棒自适应动态面控制器与模糊鲁棒自适应动态面控制器的静态与动态跟踪性能,并将得到的实验数据导入Matlab进行数据分析,分析表明模糊鲁棒自适应动态面控制器有着更加优良的控制性能及鲁棒性,能够满足系统的性能指标要求。
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