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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2011年
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基于神经网络的机载三轴稳定平台控制系统算法应用研究

董岩  
【摘要】:近年来,机载测绘相机的发展十分迅速。被广泛的应用于军事、公安、森林防火、环境监控等领域。机载测绘相机在工作时,为保证成像清晰,需要相机的载体——稳定平台在CCD积分时间内克服飞机的姿态变化以及风阻力矩等各种扰动,使相机的成像视轴在惯性空间内保持稳定。可以说稳定平台伺服系统的控制精度在机载测绘相机的工作中发挥着极其重要的作用。本文以三轴机载稳定平台为研究对象,以实验为基础,对稳定平台的伺服控制技术进行了深入的研究。 本文首先概述了国内外测绘相机和机载稳定平台的研究状况,介绍了常用的控制算法。给出了稳定平台的结构特征并归纳了稳定平台伺服系统及其扰动力矩的数学模型。进而通过实验以ADALINE神经元对平台伺服系统模型中的参数进行了辨识,在得到参数的基础上对平台伺服系统进行超前滞后校正,并对校正结果在频域内进行分析。 此外,根据本系统在工作时受到的扰动力矩和负载变化问题,本文提出了基于神经网络的参数自适应解决方案。在详细分析了PID神经网络的原理、拓扑结构、学习方法及其初值选取的基础上,论述了PID神经网络直接作为稳定平台控制系统自适应补偿器的优点与不足,以及在作为控制器时权值初值选取的原则。最后,提出了一种基于PID神经网络的模型参考自适应控制方法,将常规频域校正与神经网络自适应校正有机的结合起来,既可以对控制系统的模型进行校正,同时也可以有效的对扰动和负载的变化进行补偿。本文对基于PID神经网络的模型参考自适应在稳定平台控制系统中的应用做了进一步研究,给出了PID神 经网络在平台伺服控制系统中权值收敛时的稳定性分析,确定了学习步长n的取值范围,使控制系统在神经网络权值变化时仍然可以满足李雅普诺夫渐进稳定的条件,保证了控制系统自适应调整时的稳定性需求。同时提出了一种基于遗传算法的神经网络权值初值选取方法,在保证控制系统初始稳定的前提下,使神经网络权重初值尽可能的接近距离全局最优解,取得了较好的控制效果,最后给出了实验验证。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP273

【引证文献】
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1 李军;含非线性因素的扫描镜系统线性模型辨识[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
【参考文献】
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1 缪剑;杨天克;徐水平;李星全;;全数字航测相机ADS40及其应用初探[J];测绘技术装备;2007年01期
2 王海涛;武吉军;冯聪军;王进;;徕卡ADS40/ADS80数字航空摄影测量系统[J];测绘通报;2009年10期
3 沈柏桥;潘海鹏;;BP网络智能PID控制算法在交流调速系统中的应用[J];电机与控制学报;2007年04期
4 李亮;孙力;闫杰;;两轴转台控制系统设计[J];电子测量技术;2009年02期
5 黎明;李军华;;噪声环境下遗传算法的性能评价[J];电子学报;2010年09期
6 郭洪周;最新引进的高精度RMK-TOP航摄仪及其应用[J];地质装备;2001年03期
7 马佳光;;捕获跟踪与瞄准系统的基本技术问题[J];光学工程;1989年03期
8 章家保;刘慧;贾宏光;宣明;;电动舵机伺服系统的模型辨识及其校正[J];光学精密工程;2008年10期
9 王帅;陈涛;李洪文;王建立;;光电跟踪伺服系统的频率特性测试与模型辨识[J];光学精密工程;2009年01期
10 林小峰,朱庆华,宋绍剑;基于以太网的PID神经网络控制系统[J];广西大学学报(自然科学版);2004年01期
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1 舒怀林;;PID神经元和PID神经元网络分析[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
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1 姬伟;陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D];东南大学;2006年
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1 邹东明;应用压电陀螺的舰载电视跟踪仪视轴稳定问题研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
2 李庆;航空光电吊舱陀螺稳定系统研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
3 许德新;机载光电跟踪陀螺稳定技术[D];哈尔滨工程大学;2007年
4 张施贤;机载相机稳定平台伺服系统的研究[D];南京理工大学;2008年
5 王士鹏;基于现场总线的智能算法研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 李秋霞;舰载数据通信天线稳定平台系统研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 徐世东;舰载稳定平台高精度伺服控制系统的设计研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
8 杨依光;摄像稳定平台研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 冯子龙;陀螺平台的稳定回路设计[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 王苏;舰载激光武器高精度稳定平台系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【共引文献】
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1 姜绍飞,刘之洋;人工智能及其在土木工程中的应用[J];四川建筑科学研究;1997年01期
2 张宇力;;针对倒塌房屋瓦砾分布的模糊神经网络预测[J];四川建筑科学研究;2006年01期
3 翁兴中;蔡良才;;基于神经网络理论的机场沥青道面状况评定[J];四川建筑科学研究;2010年01期
4 房荣波,魏元,杨海峰;转炉钢水出钢温度的预测[J];鞍钢技术;2002年04期
5 葛薇;朱张青;;模糊PID控制及其进展[J];安徽职业技术学院学报;2007年04期
6 周鸣争;人工神经网络在自动控制系统中的应用[J];安徽机电学院学报;2000年02期
7 杨绪兵,韩自存;ε不敏感的核Adaline算法及其在图像去噪中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
8 彭志捌;尹雪莲;;基于BP神经网络的教学质量评价模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年06期
9 王吉华,袁翔,孙梅霞;神经网络方法在计算蔗糖溶液粘度值中的应用[J];安徽农业科学;2003年02期
10 麻永建;;基于人工神经网络的江苏省小城镇经济发展水平及其区域差异研究[J];安徽农业科学;2006年05期
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1 蒋蔚;印平;曹丽婷;;基于MATLAB供热温度模糊自整定PID控制系统仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 ;Flight Simulator Table Servo Control Based on ADRC Strategy[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 ;PIDNN Decoupling Control of Doubly Fed Hydro-Generator System Based on PSO Method[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
4 邓科;丛爽;沈宏海;;高精度陀螺稳定平台的控制策略及误差补偿方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
5 陈一飞;;从大系统控制角度论农业智能化[A];2011年中国农业系统工程学术年会论文集;海峡两岸农业学术研讨会论文集;长沙市第五届自然科学学术年会农学研讨会论文集[C];2011年
6 陶翠翠;;改进BP神经网络在埋地金属管道腐蚀速率预测中的应用[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
7 李明;刘仲宇;程志峰;;基于有限元分析的防区外导引头头罩优化设计[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
8 张国红;崔纳新;樊娟娟;;电动汽车锂离子电池管理系统设计[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
9 白鑫;曹芬;关小伟;;激光通信系统瞄准精度的提高方法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 杨志强;陈建兵;孙玉娟;;人工神经网络在滑坡变形预测中的应用研究[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年
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1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
4 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
5 栾小丽;基于神经网络的复杂非线性系统鲁棒控制与滤波研究[D];江南大学;2010年
6 刘浪;公路建设项目供应链管理的目标控制及其绩效评价研究[D];武汉大学;2010年
7 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年
8 金石;变速恒频无刷双馈风力发电机的直接转矩控制技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
9 金久才;无人海洋可控探测平台的智能观测技术[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
10 夏萍;灾害应急物流中基于需求分析的应急物资分配问题研究[D];北京交通大学;2010年
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1 商亮亮;先进PID算法研究及其在开口闪点仪温控系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
2 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
3 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
4 张永宾;居住区景观设计方案评价方法初探[D];中南林业科技大学;2009年
5 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
6 李翠云;基于PLC与模糊PID的混凝投药复合控制系统的研究[D];山东农业大学;2010年
7 马玉辉;徂徕山森林公园生态公益林健康评价及经营决策研究[D];山东农业大学;2010年
8 吴国强;无人机航迹跟踪控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 孙波;船用稳定跟踪平台关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张兴旺;相机稳定平台设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 周阳;王磊;周涛;;摩擦条件下面向控制的伺服系统辨识相关分析[J];电子测量与仪器学报;2010年09期
2 翟林培;刘明;修吉宏;;考虑飞机姿态角时倾斜航空相机像移速度计算[J];光学精密工程;2006年03期
3 董斌;丁亚林;田海英;许永森;;新型航空光学遥感器减振结构设计[J];光学精密工程;2008年12期
4 王涛;山拜·达拉拜;柳贵东;;基于高阶统计量的信号特征描述[J];通信技术;2011年02期
5 孙洪鑫;王修勇;陈政清;;基于改进遗传算法的LuGre模型参数辨识[J];武汉理工大学学报;2009年23期
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1 黄浦;自抗扰控制技术在航空相机镜筒控制系统中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 黄进;含摩擦环节伺服系统的分析及控制补偿研究[D];西安电子科技大学;1998年
3 陈娟;伺服系统低速特性与抖动补偿研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
4 刘明;基于图像复原的航空摄影前向像移检测及补偿技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
5 翟百臣;直流PWM伺服系统低速平稳性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 王忠山;高精度机械轴承转台摩擦补偿研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 窦立谦;面向控制的迭代辨识与控制设计方法研究[D];天津大学;2008年
8 宋彦;伺服系统提高速度平稳度的关键技术研究与实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹东明,刘栖山,陈长青,郭劲;舰载光电跟踪设备视轴稳定分析[J];兵工自动化;2003年01期
2 纪明;高精度光电二级稳定系统的运动隔离和补偿分析[J];兵工学报;1996年04期
3 阎洁,唐建中,史维祥,吴凤高;FUZZY控制在舰载雷达稳定平台伺服系统中的应用[J];兵工学报;1999年02期
4 罗护,范大鹏,张智勇,吴正洪;两轴陀螺稳定系统中陀螺安装的几种方法[J];兵工学报;2005年03期
5 韩永根;;一种惯性导航与瞄准线稳定组合的陀螺平台设计[J];兵工学报;2009年02期
6 周瑞青,吕善伟,刘新华;捷联式天线平台的稳定性研究[J];北京航空航天大学学报;2003年06期
7 史欣,曹柳林,王晶;噪声环境下进化算法[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年01期
8 谷素梅;小型光学惯性稳象跟踪系统的研究[J];北京理工大学学报;1991年04期
9 柳朝军,廖晓钟,张宇河;捷联式三轴稳定跟踪系统的运动学建模与仿真[J];北京理工大学学报;2000年03期
10 冯培业,董宁,张宇河;天地景投影伺服系统控制算法的改进[J];北京理工大学学报;2002年03期
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1 杨喜法;万曼影;龙翔;周欣;施锡钜;;OPC数据客户端开发研究[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
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1 庄开宇;变结构控制理论若干问题研究及其应用[D];浙江大学;2002年
2 王连明;机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
3 王建立;光电经纬仪电视跟踪、捕获快速运动目标技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
4 刘廷霞;光电跟踪系统复合轴伺服控制技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
5 胡浩军;运动平台捕获、跟踪与瞄准系统视轴稳定技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
6 黄卫权;舰船用平台式惯导系统测控技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 卫征;多模态CCD相机系统(MADC)构像方式和数据处理研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
8 姬伟;陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D];东南大学;2006年
9 程佳;并联4TPS-1PS型电动稳定跟踪平台的特性及控制研究[D];浙江大学;2008年
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1 张智永;移动载体稳定跟踪平台测控技术研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 刘向;线加速度计在平台稳定系统中应用的理论研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
3 包启亮;光电跟踪系统高精度控制技术[D];电子科技大学;2004年
4 戴明宇;雷达天线稳定平台激光测量系统研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
5 郭新胜;车载稳定平台伺服控制系统设计[D];南京理工大学;2004年
6 秦文甫;基于DSP的数字化舵机系统设计与实现[D];清华大学;2004年
7 逄旭军;导弹高度控制系统的变结构设计[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 张如飞;基于模糊控制的航空发动机控制方法研究[D];西北工业大学;2006年
9 杨中田;双轴稳定平台嵌入式控制系统设计与开发[D];国防科学技术大学;2005年
10 宋波;机载光电对抗稳定平台[D];长春理工大学;2006年
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1 kelly MF;邰常峰;;神经网络在肌电信号分析中的应用[J];国际生物医学工程杂志;1991年06期
2 汤新梁;;自由手写体数字识别的神经网方法[J];东南大学学报(自然科学版);1991年03期
3 曾黄麟;;一类新的模式识别联想神经网络[J];电讯技术;1992年01期
4 ;简讯[J];西安电子科技大学学报;1992年01期
5 卢科学;郭美义;;平移不变模式变换与神经网络[J];西安电子科技大学学报;1992年03期
6 吴新余;;简析Lyapunov函数40例[J];南京邮电大学学报(自然科学版);1992年04期
7 王继成,吕维雪;基于神经网络的逻辑计算[J];计算机工程与设计;1993年02期
8 高丽娜;邱关源;;神经网络高精度权值的模拟电路实现[J];电子与信息学报;1993年05期
9 陈在;;神经网络:一种全新的多媒体技术[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);1993年01期
10 丁德恒;吕维雪;;基于神经网络的关系模式匹配方法[J];计算机科学;1993年01期
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1 侯艳芳;冯红梅;;基于神经网络的调制识别算法的研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
2 沈建荣;杨林泉;陈琳;;神经网络的稳定性判据与区域经济结构调整[A];系统工程与可持续发展战略——中国系统工程学会第十届年会论文集[C];1998年
3 石山铭;李富兰;丁俊丽;;神经网络的知识获取[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第1卷)[C];1991年
4 吴清烈;徐南荣;;基于神经网络的一种多目标决策方法[A];复杂巨系统理论·方法·应用——中国系统工程学会第八届学术年会论文集[C];1994年
5 李晓钟;汪培庄;罗承忠;;神经网络与模糊逻辑[A];中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第五届年会论文选集[C];1990年
6 房育栋;余英林;;高阶自组织映射及其学习算法[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
7 王晓晔;杜朝辉;吕德忠;刘建峰;;神经网络模糊控制在温度控制系统中的应用[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
8 金龙;吴建生;;基于遗传算法的神经网络短期气候预测模型(摘要)[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“气候系统与气候变化”分会论文集[C];2003年
9 申伟;张元培;;基于MATLAB的自适应神经网络模糊系统(ANFIS)的应用[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
10 田艳兵;;BP算法和PSO算法在神经网络中的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
2 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
3 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
4 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
5 本报首席记者 任荃 实习生 史博臻;轨交“神经网络”触动创新神经[N];文汇报;2011年
6 计算机世界实验室 韩勖;当布线系统遭遇神经网络[N];计算机世界;2009年
7 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
8 谭薇;“潮湿计算机”:拥有人类智慧的超级大脑[N];第一财经日报;2010年
9 韩婷婷;ICT强壮奥运“神经网络”[N];通信产业报;2007年
10 ;人老了,大脑仍能形成新的神经网络[N];新华每日电讯;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董岩;基于神经网络的机载三轴稳定平台控制系统算法应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 马永涛;通信信道建模的神经网络优化技术研究[D];天津大学;2009年
3 周伟;关于多稳定回复式神经网络中的一些问题[D];电子科技大学;2010年
4 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
5 徐芳;多稳定神经网络的动力学分析[D];电子科技大学;2011年
6 张海仙;回复式神经网络的连续吸引子[D];电子科技大学;2010年
7 尹丽子;基于动态模型的神经网络稳定性研究[D];山东师范大学;2011年
8 金英秀;一类带时滞的Cohen-Grossberg神经网络稳定性研究[D];东北大学;2009年
9 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
10 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
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1 杨立儒;基于神经网络的电路故障诊断的研究与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
2 刘兰兰;基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺参数优化研究[D];山东大学;2011年
3 田鹏明;基于神经网络的振动主动控制研究[D];太原理工大学;2012年
4 姜宇;发动机裂解设备故障诊断技术的研究[D];吉林大学;2012年
5 邢远凯;基于决策树和遗传算法的神经网络研究及应用[D];浙江大学;2010年
6 高宝建;基于神经网络的月降水预报模型在洪泽湖的应用研究[D];南京信息工程大学;2012年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 来建波;基于神经网络的路段行程时间预测研究[D];云南大学;2011年
9 闫超;基于BP神经网络的煤矿深埋硐室软岩流变参数反演分析[D];安徽理工大学;2011年
10 段成均;时滞神经网络稳定性分析[D];重庆交通大学;2011年
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