基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)研究.pdf

1、負(fù)載模擬作為分析和研究操舵系統(tǒng)控制性能和動力性能的關(guān)鍵技術(shù)手段，對于新型操舵系統(tǒng)的研制起著重要作用。本文通過理論分析和實驗研究，建立了基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在對其特性分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方法設(shè)計了其控制策略，實現(xiàn)了基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)的高精度快響應(yīng)控制。
　　 首先，建立了電動負(fù)載模擬系統(tǒng)核心執(zhí)行元件——直驅(qū)電機的數(shù)學(xué)模型，并用頻率特性法對基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)穩(wěn)定條件

2、和反映其加載能力的無擾跟蹤特性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，通過校正環(huán)節(jié)之后，該系統(tǒng)能夠滿足電動操舵系統(tǒng)的負(fù)載模擬要求。
　　 其次，消除多余力矩是基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)必須解決的關(guān)鍵問題，本文通過對基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)的理論分析，提出了采用角速度補償?shù)姆椒梢杂行б种贫嘤嗔?；同時，從理論上分析了系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量以及軸系剛度對多余力矩的影響，指出盡量減少基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)中等效轉(zhuǎn)動慣量可有效抑制多余力矩，

3、過大的軸系剛度會產(chǎn)生較大的多余力矩，而軸系剛度過小則會影響基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
　　 接著，針對基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)受到強干擾、非線性等特點，在對其進(jìn)行特性分析的基礎(chǔ)上，基于角速度補償方法設(shè)計了單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器。通過單神經(jīng)元在線自動調(diào)整加權(quán)系數(shù)，并采用基于二次性能指標(biāo)的搜索調(diào)整策略，使基于直驅(qū)電機的電動負(fù)載模擬系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)、自組織能力和魯棒性等得到了較大提高。該控制器既保存了傳統(tǒng)PID控