变体飞行器头锥的运动控制性能分析

作     者：田静怡 张玉玲 尹丹妮 谷勇霞 阎绍泽 TIAN Jingyi;ZHANG Yuling;YIN Danni;GU Yongxia;YAN Shaoze

作者机构：北京工商大学计算机与人工智能学院北京100048 清华大学机械工程系北京100084 

出 版 物：《振动．测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2024年第44卷第2期

页      面：345-352,413页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52305264,52375282,51475258) 中国博士后面上基金资助项目(2022M721822) 

主　　题：变体头锥机构 运动性能 控制策略 控制性能 

摘      要：为提高变体飞行器头锥在外部负载条件下的运动性能,提出一种二自由度的3RSH/3RRR变体头锥机构(R,S,H分别为转动副、球副及螺旋副),进行了位置分析和机构运动特性分析。通过Simulink/SimMechanics工具箱搭建变体头锥机构框图,并分别搭建模糊比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制系统和BP神经网络(backpropagation networks,简称BPNN)PID控制系统。在空载、随机变化负载2种不同外部环境下,设定阶跃、正弦2种期望轨迹进行仿真,比较了常规PID、模糊PID和神经网络PID的控制性能。实验结果表明,智能控制的适应性、鲁棒性远好于常规PID,其中模糊PID控制对变体头锥机构的控制性能最好,能够满足不同工况下的控制要求。