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负载模拟器是一种被动式力伺服控制系统,用以模拟飞行器舵机在飞行中所承受的空气动力力矩载荷,是进行地面半实物仿真的重要设备。随着电力电子技术的发展,电机性能获得了很大改善,电动负载模拟器逐渐在航空航天、工业生产等领域得到了广泛应用。由于存在多余力矩以及系统本身的非线性和不确定性,传统控制策略结合常规PID控制难以对其进行有效的抑制。因此,为提高系统的控制性能,对电动负载模拟器进行先进PID控制策略研究是非常必要的。 本文通过分析电动负载模拟器的机械结构和工作原理,建立了加载系统的数学模型,分析了多余力矩的产生机理,论述了负载模拟器的发展过程中出现的各种控制策略,并指出其优缺点。利用MATLAB软件对常规PID控制和先进PID控制包括模糊PID控制、神经网络PID控制进行仿真分析,仿真结果表明,先进PID控制策略可以实现系统的输出转矩快速、准确地跟踪输入转矩,能够有效抑制多余力矩,提高了控制性能。