Page 262 - 机械制造及其自动化

机械制造及其自动化
Mechanical Manufacturing and Its Automation

类大脑神经元进行模拟，实现信息并行处理和非线性转换工作方式的复杂网络系

统，能够解决复杂的非线性、时变性、不确定的强耦合系统的控制需求，使控制
系统在具有一定鲁棒性、稳定性的同时，具有较好的动态、静态控制性能。
综上所述，神经网络控制具有以下特点：
一是神经网络具有多层结构，能够以任意精度逼近任何非线性模型，因此能

够满足复杂非线性控制系统控制需求；
二是具有学习能力，能够适应事变系统的控制需求，降低系统的不确定性；
三是具有并行计算的特点，能够快速实现多种计算的同时进行；

四是信息的储存和处理都是分步进行的，具有容错性；
五是具有连接主义的结构，能够与传统控制方法和其他智能算法相结合，优
化控制器性能；
六是具有多输入多输出结构，能够满足多变量控制系统的控制需求。

（二）控制仿真建模分析
液体火箭发动机的推力调节主要通过煤油流量、推进剂当量比、推进剂喷注
压降的调节实现发动机燃烧室压力的控制，进而实现推力的调节。在多变量神经

网络PID控制方案中，针对煤油齿轮泵、液氧离心泵和针栓喷注器的系统方案，
以期望的煤油流量、煤油喷注压降和液氧泵后压及实际值作为输入量，经控制器
计算，进行煤油齿轮泵转速、液氧离心泵转速和针栓喷注器套筒位置的调节，实

现变推力液体火箭发动机推力的控制。其间，通过控制过程中煤油流量、煤油
喷注压降、液氧离心泵后压的反馈信号与设计值的误差，不断调整PID控制器参
数，使得控制结果不断趋近于控制需求。

通过MATLB/Simulink软件进行仿真，仿真结果分析如下。
由图6-13~图6-15可知，神经网络PID控制器对煤油齿轮泵、液氧离心泵和针
栓喷注器进行了同步调节。其中，煤油流量的调节稳定趋近于期望值，煤油喷注
压降由于控制系统实现了煤油齿轮泵转速和针栓喷注器套筒位移的同时控制，煤

油喷注压降不存在大量的超调，仅在调节过程中出现了一定的振荡，调节过程
稳定，同时煤油喷注压降与煤油流量的调节同步进行，调节时间较短。液氧离心
泵的调节也同时进行，不会由于针栓喷注器的调节的影响而产生振荡或超调。因

此，神经网络PID控制方案不同于传统PID控制器的单变量线性控制，能够实现
系统方案中调节元件的同步调节，不存在因调节元件调节顺序的造成的系统超

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