DSP模糊智能控制器在多随动系统中的应用研究

论文摘要

论文研究工作是以某多随动系统为研究对象而展开的。为了进一步解决雷达随动系统目前存在控制对象参数发生变化而引起系统性能下降的问题,本文在分析了雷达随动系统结构和原理的基础上,将模糊控制技术和PID控制技术相结合而形成模糊智能控制技术应用到多随动系统的跟踪雷达位置回路中,取得了较为满意的控制效果。论文首先对雷达随动系统的组成及其控制中存在的问题进行了分析,在此基础上,对多随动系统的电流回路、速度回路和位置回路进行了设计。在阐述了模糊控制、PID控制的理论基础的基础上,分析了模糊控制和PID控制存在的不足,提出了模糊智能控制技术;剖析了模糊智能控制系统的特征、系统的结构、系统的控制原理,并提出了具体的模糊控制规则。给出了DSP模糊智能控制器的设计方案,对模糊变量的选取做了比较详细的规定,确定了隶属函数,根据专家和操作者经验建立了模糊参数调整规则表,生成了模糊控制规则,然后采用合成推理方法进行模糊推理,最后用重心法进行解模糊判决。采用Simulink软件对所建立的DSP模糊智能控制器在多随动系统中跟踪雷达位置回路中的应用进行了仿真,对仿真结果作了详细的分析,并与传统的PID控制系统就阶跃响应、斜坡响应以及控制对象参数发生变化时系统的性能进行了对比。分析结果表明,DSP模糊智能控制器具有很好的暂态响应性能和稳态性能,对阶跃输入和斜坡输入都具有较好的响应特性,对系统参数的变化具有较强的适应性和鲁棒性。将DSP模糊智能控制器应用到跟踪雷达随动系统位置回路的控制中,对于提高多随动系统的跟踪速度和跟踪精度,具有很好的现实意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 论文研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 国内研究状况
• 1.2.2 国外研究状况
• 1.3 论文研究目标及内容
• 第二章 多随动系统组成及其控制系统设计
• 2.1 多随动系统的组成及其控制中存在的问题
• 2.2 多随动系统控制回路设计
• 2.2.1 电流回路设计
• 2.2.2 速度回路设计
• 2.2.3 位置回路设计
• 第三章 模糊控制和PID 控制的理论基础
• 3.1 模糊集合
• 3.2 模糊控制系统的基本原理
• 3.2.1 模糊化与隶属函数
• 3.2.1.1 精确量的模糊化和语言变量的选定
• 3.2.1.2 确定隶属函数的原则
• 3.2.1.3 精确量的模糊化处理
• 3.2.2 模糊规则的建立和模糊逻辑推理
• 3.2.3 解模糊判决方法
• 3.3 模糊控制系统的发展概况
• 3.4 PID 算法简述
• 3.4.1 PID 控制原理
• 3.4.2 PID 控制器各参数对控制效果的影响
• 3.4.2.1 比例调节
• 3.4.2.2 积分调节
• 3.4.2.3 微分调节
• 3.4.3 PID 控制的局限性及其发展方向
• 第四章 DSP 模糊智能控制器的设计
• 4.1 DSP 模糊智能控制器硬件设计
• 4.1.1 DSP 芯片的选择
• 4.1.2 TM5320F2812 的功能结构
• 4.1.3 DSP 模糊智能控制器供电电源设计
• 4.1.4 JTAG 仿真接口设计
• 4.1.5 A/D 输入电路设计
• 4.1.6 光电码盘信号处理电路
• 4.1.7 PWM 输出电路设计
• 4.1.8 其他外围电路设计
• 4.2 DSP 模糊智能控制器软件设计
• 4.2.1 模糊智能控制器的控制原理
• 4.2.2 模糊智能控制器参数变化原则
• 4.2.3 模糊智能控制器软件结构设计
• 4.2.3.1 各变量的模糊化及其隶属函数的确定
• 4.2.3.2 建立模糊参数变化规则表
• 4.2.3.3 模糊推理和模糊运算
• 4.2.3.4 模糊智能控制系统的数字化仿真
• 第五章 基于MATLAB 的仿真研究与分析
• 5.1 系统仿真模型的建立
• 5.2 系统仿真
• 5.3 模糊智能控制器的性能分析
• 5.3.1 阶跃响应
• 5.3.2 斜坡响应
• 5.3.3 系统参数发生变化时对系统性能的影响
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献