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转台是一种先进的实验室设备,具有巨大的经济价值和国防的战略重要性,其性能直接关系到模拟实验的可靠性和置信度。先进的控制方法是提高转台系统性能的一个重要途径,因此,针对高精度转台控制方法的研究对于航空航天工业及国防建设的发展具有极其重要的理论意义和工程应用价值。本文以单轴转台为实验对象,进行了转台控制算法的研究与工程实现,所做具体工作如下:首先介绍了国内外高精度转台的研究现状,概述了实验转台的硬件组成和主要元件的性能指标,分析了转台的控制结构,并详细推导了转台系统的数学模型。其次,采用经典PID控制算法对转台系统进行控制,通过Matlab仿真实验研究表明,经典PID控制进行转台位置跟踪时,存在较大的跟踪误差,控制效果不佳。针对这一情况,在经典PID的基础上引入模糊控制理论,设计了模糊PID控制算法,使其根据转台运行情况按照设定的模糊控制规则实时地调整PID控制参数。Matlab仿真实验表明,模糊PID控制算法的控制效果相比经典PID控制明显改善,一定程度上提高了转台的跟踪性能。然后,分析了BP神经网络工作原理,将BP网络与PID控制结合起来,设计了基于BP网络自整定的PID控制器,详尽地分析了其结构和算法学习过程,并通过编写S-函数完成Matlab仿真实验,验证了算法的可行性。实验结果表明,基于BP网络的PID控制算法能够有效地减小系统跟踪误差,提高跟踪精度,改善转台的控制性能。最后,在VC++6.0软件平台下,编程实现了转台的经典PID控制算法和模糊PID控制算法的实物控制,实验结果与仿真结果相互印证,验证了本文设计的控制算法的可行性和有效性。