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基于变步长灰色预测的某武器定深系统模糊控制研究

殷翰扬  
【摘要】:某武器扫雷犁自动定深系统是一个典型的电液伺服系统,该系统中存在的非线性、时变和死区等特性,导致不易对其实现精确控制。灰色系统理论是一种研究已知信息较少、不确定问题较多系统的理论,而其中的灰色预测可实现通过较少的已知信息量对系统未来发展趋势进行预测,同时引入等维新息的概念,确保灰色预测可以准确地预测系统的发展态势。将灰色预测器置于某武器定深电液伺服系统的闭环回路上,将传统的事后控制变为同步控制,可以弱化电液伺服系统的非线性和时变特性。同时在控制的不同阶段,进行预测步长自调节,进一步克服非线性因素的影响。本文选用模糊PID作为主控制器,采用变步长灰色预测模糊PID控制器去实现某武器扫雷犁自动定深系统的控制。为检验该控制器的控制效果,对系统进行了建模。传统的数学模型建模方式并不能体现出系统中的非线性特性,本文选用AMESim专业的液压仿真软件进行电液系统的建模,同时在Simulink中进行了控制器的设计,采用联合仿真的方式实现了用Simulink中的控制器去控制AMEsim中的电液伺服系统。最后为了检验该控制器对于实际液压系统的控制效果,搭建了半实物仿真平台。利用在Simulink中设计的控制器,通过实时仿真方式、DAQ工具箱和数据采集卡对液压实验台上的阀控液压缸系统进行控制。通过上述的联合仿真和半实物仿真可以看出,相比于定步长灰色预测模糊PID控制器和传统模糊PID控制器,变步长模糊PID控制器对于电液伺服系统具有更加优异的控制效果,控制精度更高。


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