[發(fā)明專利]基于粒子群優(yōu)化算法建立電動舵機非線性模型的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010437418.4 | 申請日： | 2020-05-21 |
| 公開（公告）號： | CN113704949B | 公開（公告）日： | 2023-10-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李永強;唐旭東;周林陽;鄧超;馬文橋;馬俊 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京機械設(shè)備研究所 |
| 主分類號： | G06F30/27 | 分類號： | G06F30/27;G06N3/006;G06N7/08;G06F119/14 |
| 代理公司： | 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所有限公司 11386 | 代理人： | 牛洪瑜 |
| 地址： | 100854 北京市海淀區(qū)永*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 粒子 優(yōu)化 算法 建立 電動 舵機 非線性 模型 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種基于粒子群優(yōu)化算法建立電動舵機非線性模型的方法，屬于電機控制技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：S1，構(gòu)建所述電動舵機的仿真模型，所述仿真模型包括所述電動舵機的電機內(nèi)部的摩擦特性、傳動機構(gòu)間的間隙遲滯非線性特性和變傳動比環(huán)節(jié)；S2，基于粒子群優(yōu)化算法對所述仿真模型的聯(lián)合參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化得到聯(lián)合參數(shù)最優(yōu)解，所述聯(lián)合參數(shù)包括摩擦特征的庫侖摩擦力Fc、靜態(tài)摩擦力Fs、黏性摩擦力因數(shù)B、潤滑參數(shù)ωs和間隙遲滯非線性特性的間隔大小b；S3，根據(jù)所述得到的聯(lián)合參數(shù)最優(yōu)解代入所述仿真模型建立電動舵機非線性模型。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)電動舵機建模中仿真模型準(zhǔn)確性差，導(dǎo)致模型不能真實反映建模對象特征的問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種粒子群優(yōu)化算法建立 電動舵機非線性模型的方法。
背景技術(shù)
舵機伺服控制系統(tǒng)是導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的重要組成部分，在空中 按一定軌跡飛行的導(dǎo)彈都是通過舵機帶動舵面來實現(xiàn)實時偏擺，從而控 制其航向，作為導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構(gòu)，它的性能直接影響到 導(dǎo)彈總體性能和制導(dǎo)精度，直接決定著制導(dǎo)控制系統(tǒng)的性能。按照所使 用能源的不同，導(dǎo)彈舵機可以分為氣動舵機、液壓舵機和電動舵機三種 類型。其中，電動舵機因其能源單一、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢，正逐步取代液 壓舵機和氣動舵機。
典型的電動舵機系統(tǒng)通常由伺服電機、位置傳感器、傳動機構(gòu)、舵 機控制器等部分組成。基于無刷直流電機直接驅(qū)動的電動舵機具有體積 小、控制精度高等特點，近幾年來被廣泛用于無人機和小型導(dǎo)彈等飛行 器上。但是由于舵機系統(tǒng)中存在摩擦力矩、慣性力矩以及減速齒輪之間 還存在間隙，使電動舵機存在死區(qū)問題。舵系統(tǒng)中存在的死區(qū)與間隙會 降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，產(chǎn)生振蕩與相位滯后，影響系統(tǒng)的快速性并降低舵 系統(tǒng)的定位精度。在電動舵機設(shè)計階段，建立起可靠的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿 真，可以獲得電動舵機性能指標(biāo)數(shù)據(jù)，作為關(guān)鍵部件選型及實際舵機控 制參數(shù)調(diào)試的依據(jù)，縮短調(diào)試的時間。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種基于粒子群優(yōu)化算法建立電 動舵機非線性模型的方法，以解決在傳統(tǒng)電動舵機建模中仿真模型準(zhǔn)確 性差，導(dǎo)致模型不能真實反映建模對象特征的問題。
本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
本發(fā)明提供了一種基于粒子群優(yōu)化算法建立電動舵機非線性模型的 方法，包括以下步驟：
S1，構(gòu)建所述電動舵機的仿真模型，所述仿真模型包括所述電動舵 機的電機內(nèi)部的摩擦特性、傳動機構(gòu)間的間隙遲滯非線性特性和變傳動 比環(huán)節(jié)；
S2，基于粒子群優(yōu)化算法對所述仿真模型的聯(lián)合參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化得到 聯(lián)合參數(shù)最優(yōu)解，所述聯(lián)合參數(shù)包括摩擦特征的庫侖摩擦力Fc、靜態(tài)摩 擦力Fs、黏性摩擦力因數(shù)B、潤滑參數(shù)ωs和間隙遲滯非線性特性的間隔 大小b；
S3，根據(jù)所述得到的聯(lián)合參數(shù)最優(yōu)解代入所述仿真模型建立電動舵 機非線性模型。
進(jìn)一步地，所述包括庫侖摩擦力Fc、靜態(tài)摩擦力Fs、黏性摩擦力因數(shù) B、潤滑參數(shù)ωs和間隔大小b的聯(lián)合參數(shù)構(gòu)成一個粒子Xi＝[Fci,Fsi,Bi,ωsi,bi]； i＝1,2,…,m；m個粒子構(gòu)成粒子群；其中，m為粒子群的粒子總數(shù)。
進(jìn)一步地，所述聯(lián)合參數(shù)的初始值根據(jù)所述粒子群的初始位置得到， 獲取所述粒子群的初始位置的過程如下：
基于Logistic映射產(chǎn)生混沌序列的隨機初值L1(1),L2(1),…,Lm(1)；
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于北京機械設(shè)備研究所，未經(jīng)北京機械設(shè)備研究所許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202010437418.4/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
