浮球式惯性平台的自适应模糊滑模转动控制

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1、装备环境工程第15卷第1期·6·EQUIPMENTENVIRONMENTALENGINEERING2018年1月浮球式惯性平台的自适应模糊滑模转动控制122宋辰，张士峰，白锡斌（国防科技大学航天科学与工程学院，长沙410073）摘要：目的选择一种稳定的控制方法使力矩器能够完成高精度的转动控制。方法选择自适应模糊滑模控制解决球体的转动控制问题。该方法是在滑模控制的基础上，利用自适应模糊系统逼近滑模控制中的切换控制项，使得该方法不但拥有滑模控制所具有的稳定性和鲁棒性的优点，而且有效地抑制了滑模控制的抖振问题，得到振幅较小且变化平缓的控制输出。结果自适应模

2、糊滑模控制的跟踪误差在0.01°以内，且跟踪状态下控制输出信号的斜率不超过40000step/s。结论该方法能够在力矩器的能力范围内保证球体转动的精度，满足自标定自对准时转动精度低于0.01°的要求。关键词：浮球式惯性平台；自适应模糊滑模控制；转动控制DOI：10.7643/issn.1672-9242.2018.01.002+中图分类号：TJ01；V241.622文献标识码：A文章编号：1672-9242(2018)01-0006-06RotationalControlofAdaptiveFuzzySlidingModeforFloatedIner

3、tialPlatform122SONGChen,ZHANGShi-feng,BAIXi-bin(CollegeofAerospaceScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)ABSTRACT:ObjectiveTochooseastablecontrolstrategytoachievehigh-accuracyrotationalcontrol.MethodsAdap-tivefuzzyslidingmodecontrolwasc

4、hosentocontroltherotation.Thiskindofcontrolwasappliedwithadaptivefuzzysystembasedonslidingmodecontroltoapproachandreplacevariablecontroller.Thus,itnotonlypossessedstabilityandrobustness,butalsodramaticallysuppressedproblematicchatteringandsmoothedtheoutputofcontrol.ResultsThetr

5、ackingerrorofthemethodwasunder0.01°,andthegradientofcontroloutputwasunder40000step/s.ConclusionUnderthecapabilityoftorquers,thismethodcandrivesphererotatingaccurately,lessthan0.01°,asself-calibrationandself-alignmentneeded.KEYWORDS:floatedinertialplatform;adaptivefuzzyslidingmo

6、decontrol;rotationalcontrol[1-3]浮球式惯性平台是一种新型惯性导航平台，于的抗干扰能力。20世纪60年代由德雷珀实验室开始研制。浮球平台主要结构包括球体和球壳。球体和球壳之间由悬浮液1球体填充。球体在悬浮液中处于悬浮状态，与球壳完全分离。球体与球壳的分离，使浮球平台有效地隔离外界球体是由质量轻、强度高的合金加工而成。球体环境对稳定球体的干扰，从而克服了框架式惯性平台内装有力矩器、悬浮垫、泵、姿态带、惯性器件和微的一些缺点，如框架锁定，大的轴承摩擦，框架变形型计算机等。浮球平台的姿态带用于测量球体的姿等。因此浮球式惯性平台

7、较框架式惯性平台拥有更强态。球体如图1所示。收稿日期：2017-10-21；修订日期：2017-11-18作者简介：宋辰（1994—），男，江苏盐城人，硕士，主要研究方向为浮球式惯性平台控制技术研究。通讯作者：张士峰（1971—），男，河南辉县人，教授,主要研究方向为飞行器总体设计。第15卷第1期宋辰等：浮球式惯性平台的自适应模糊滑模转动控制·7·用有限的条件下，就对球体转动控制策略的鲁棒性与精度提出了挑战。自适应模糊滑模控制因其兼具自适应模糊系统的逼近能力和滑模控制的强鲁棒性，近年来引起了广[4]泛的关注。王翠红等对自适应模糊滑模控制的分析[5]与

8、设计进行了详尽的阐释。要瑞璞等对模糊逻辑系统实现函数逼近的效果进行了仿真，得出了模糊逻辑[6]系统可以以任意