本文關鍵詞：基于神經網絡的慣性平臺系統自適應溫度控制方法研究

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【摘要】：慣性平臺系統中的陀螺等慣性器件的精度受溫度影響很大,慣性平臺溫控系統直接影響著慣性導航系統的精度,因此對慣性平臺系統實行精密的溫度控制對于提高整個慣性導航的精度有重要意義。本文通過對某型高精度慣性平臺系統內部的傳熱過程進行分析,針對慣性平臺溫控系統結構復雜、多耦合的情況,采用基于偽隨機數的相關分析法建立了系統的數學仿真模型,針對溫控回路中存在非線性環(huán)節(jié)和負載擾動的情況,采用遺傳尋優(yōu)神經網絡系統辨識的方法建立系統的在線預測模型,結合單神經元自適應PSD控制器構成單神經元自適應智能控制器,通過仿真和試驗驗證該控制方法增強了溫控系統的抗干擾能力和魯棒性。本文的主要研究內容包括以下幾個方面:首先分析某型高精度慣性平臺系統內部臺體和慣性儀表的傳熱過程,推導出慣性平臺溫控系統內臺體和慣性儀表的加熱功率和其溫度之間的關系矩陣的結構,為了簡化計算和方便仿真分析,通過進一步分析簡化關系矩陣的結構形式,通過設計偽隨機數,獲取了辨識的輸入輸出數據,采用基于偽隨機數的相關分析法辨識關系矩陣的參數,建立了慣性平臺溫控對象的數學模型。其次從解決溫控回路中的非線性、模型復雜度和在線獲取過程參數的角度出發(fā),采用神經網絡系統辨識的方法建立帶有神經網絡結構的系統的在線預測模型,為了提高神經網絡模型的辨識精度,采用遺傳算法優(yōu)化神經網絡初始參數,建立了慣性平臺溫控系統的在線預測模型,為自適應智能控制方法的應用奠定的基礎。最后在傳統控制器的基礎上,為了提高系統的抗干擾能力和魯棒性,設計了基于二次型性能指標的單神經元自適應PSD智能控制器,結合前向神經網絡在線預測模型構成單神經元自適應智能控制器,通過仿真和試驗結果表明,該控制方法提高了慣性平臺溫控系統的抗干擾能力,改善了平臺的溫控效果。
【關鍵詞】：慣性平臺 溫控系統 系統辨識 神經網絡
【學位授予單位】：中國航天科技集團公司第一研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ765;TP183
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-11
• 1.1 課題背景及研究意義7-8
• 1.2 慣性平臺系統溫度控制方案的國內外研究現狀8
• 1.3 神經網絡自適應控制的發(fā)展8-9
• 1.4 本文研究內容與章節(jié)安排9-11
• 1.4.1 本文研究內容9-10
• 1.4.2 章節(jié)安排10-11
• 2 慣性平臺系統中溫控對象建模11-39
• 2.1 問題描述11
• 2.2 慣性平臺系統中溫控對象11-24
• 2.2.1 慣性平臺系統中慣性儀表傳熱過程11-16
• 2.2.2 慣性平臺系統慣性儀表熱參數計算16-24
• 2.3 相關分析辨識法參數辨識24-38
• 2.3.1 相關分析辨識法求系統傳遞函數理論依據24-26
• 2.3.2 偽隨機信號設計26-30
• 2.3.3 測溫數據預處理30-33
• 2.3.4 辨識結果與檢驗33-38
• 2.4 本章小結38-39
• 3 遺傳尋優(yōu)神經網絡辨識器39-55
• 3.1 問題描述39-40
• 3.2 基于遺傳尋優(yōu)神經網絡辨識溫控對象40-47
• 3.2.1 神經網絡系統辨識原理40-43
• 3.2.2 基于遺傳算法優(yōu)化的神經網絡原理43-47
• 3.3 預測模型辨識結果與檢驗47-54
• 3.3.1 預測模型辨識數據47-48
• 3.3.2 預測模型辨識結果48-52
• 3.3.3 預測模型檢測52-54
• 3.4 本章小結54-55
• 4 單神經元自適應智能控制器的設計55-66
• 4.1 問題描述55
• 4.2 單神經元自適應PSD智能控制器設計55-61
• 4.2.1 神經網絡自適應PID控制介紹55-57
• 4.2.2 基于二次型性能指標的單神經元自整定PSD控制57-60
• 4.2.3 系統穩(wěn)定性分析60-61
• 4.3 單神經元自適應智能控制器設計61-62
• 4.4 仿真結果62-65
• 4.5 本章小結65-66
• 5 系統設計與實驗驗證66-77
• 5.1 全數字溫控系統方案設計66-70
• 5.1.1 數字溫控系統硬件設計66-69
• 5.1.2 數字溫控系統算法設計69-70
• 5.2 試驗驗證70-76
• 5.3 本章小結76-77
• 結論77-79
• 1 論文工作總結77
• 2 后續(xù)工作展望77-79
• 參考文獻79-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況81-82
• 致謝82-85

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 李春香,鐘碧良,毛宗源;基于神經網絡實現的PID控制器[J];石油化工高等學校學報;1999年02期

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本文編號：558315