许可行　刘延飞　羊帆

摘 要：随着神经网络的不断发展，控制系统的设计出现了新的方法。提出了一种自上而下的设计方法，并详细地阐述了其工作原理和软、硬结合的设计理念。通过卡尔曼滤波融合陀螺仪和加速度计测量反馈的数据，并基于自适应神经网络PID算法的调节，实现对风机驱动模块输入电压的PWM控制，以达到对风力摆运动轨迹的预定控制。设计方案以XS128单片机为核心，配合以风机驱动模块、陀螺仪测量模块、串口数据接收模块和电源模块。测试结果表明，该方案所设计的风力控制系统响应快、偏差小、程序过程清晰、电路结构简单、系统可靠性高、易于维护和更新。

关键词：自适应神经网络；风力摆设计；XS128单片机；数字陀螺仪

中图分类号：TP273+.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.006

随着世界各国对水下航行器的不断研究，人们对水下航行器的需求已经不再仅局限于在水中低速或高速地运动，而是要求其具有悬浮、爬潜以及按照预定轨迹运动等更出色的机动性能。但是，由于水下航行器在运动时受到的环境干扰复杂，需要设计更优的控制算法，使水下航行器具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。因此，本文以风力摆为研究对象，模拟水下航行器的运动环境，提出了一种基于自适应神经网络的控制方法。该方法是将几组轴流风机搭配成风力摆，依靠其内部风机转动形成轴向风力，并以流体力学和牛顿第三定律等相关理论为指导，实现其在复杂环境下的特定运动。……