基于粒子群优化算法的飞机防滑刹车模糊控制器设计

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飞机刹车过程是一个具有强时变性和强非线性的运动过程,且内外干扰因素非常多。飞机防滑刹车控制系统的好坏,直接关系飞机和乘客的安全。作为飞机防滑刹车控制系统的核心,防滑刹车控制器的性能优劣对刹车控制系统的好坏起着决定性作用。本文首先对飞机刹车运动过程、防滑刹车控制系统的基本结构和工作原理进行了分析。根据防滑刹车控制系统的功能需求,结合滑移率式防滑刹车控制方式的基本原理,设计了基于粒子群优化算法的防滑刹车模糊控制器。对防滑控制算法进行了深入研究,并对控制器的软硬件进行了详细设计。在控制算法方面,为了克服模糊控制算法对经验依赖强、主观性强的不足,采用粒子群优化算法以实现模糊控制算法中隶属度函数和模糊控制规则的在线寻优。利用飞机防滑刹车控制系统的仿真模型对优化前后的算法进行仿真试验,结果表明本文所设计的控制算法在灵敏度、鲁棒性和刹车效率等方面都明显优于常规模糊控制算法。在软硬件设计方面,以高性能TMS320F2812型DSP为核心,设计了指令信号调理模块、轮速信号调理模块、开关量调理模块、电液伺服阀驱动模块、故障检测模块以及串口通信模块等硬件电路;并利用CCS集成开发环境完成了相应功能程序的编写。此外,为提高控制器的抗干扰能力,采取了一系列软硬件抗干扰措施。为验证控制器的性能,利用控制器性能测试系统对控制器分别进行了干湿冰和结合系数突变等多种跑道上的性能测试。测试结果表明,本文设计的控制器设计合理,运行稳定,能够满足飞机防滑刹车的控制要求。图46幅,表2个,参考文献73篇。
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