陀螺稳定平台伺服回路的变结构控制

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1、第!"卷!第#期弹!箭!与!制!导!学!报:’,;!"!<’;#!!!$$"年%!月&’()*+,’-.)’/0123,04!5’16024!73443,04+*89(38+*10=01!$$"陀螺稳定平台伺服回路的变结构控制"柯!芳!樊!键!尹小杰"西南技术物理研究所!成都!#%$$>%#摘!要!针对陀螺稳定平台伺服回路模型!设计了基于角加速度信号反馈的变结构控制器$理论及仿真研究结果表明!变结构控制系统对平台受到的扰动力矩及参数变化具有完全的自适应性!并可有效地克服变结构控制器的抖动性对系统的不利影响$由于系统设计从实际对象模型出发!且控制算法简单%易实现!可望获得工程应

2、用$关键词!变结构控制&陀螺稳定平台&角加速度反馈中图分类号!!"#$%KD!!文献标志码!AI1*41@2-9)*+3)+*-0/’)*/2/79-**/9)1@424Y-5X21)7/*,^LR+*E!RA<&3+*!B]%!QI3*+#?@()*13)’A3T3*E+22I0T’80,’-40)N’,’’K’-EO)’42+S3,3X08K,+2-’)T!2I0N+)3+S,042)(12()01’*2)’,,0)":JQ#S+408’

3、*-008S+16’-+*E,0+110,0)+23’*U+48043E*08;PI0’)0231+,)040+)1I+*843T(,+23’*)04(,244I’U2I0+8+K2+S3,32O’-N+)3+VS,042)(12()01’*2)’,4O420T2’K+)+T020)N+)3+*10+*88342()S+*102’)d(0’*K,+2-’)T+*80--0123N0*044’-’N0)1’T3*E3*-0123’*’-:JQ4I(880)’*4O420T;PI040)N’,’’K8043E*’-EO)’42+S3,3X08K,+2-’)TU32I:JQ34S+

4、408’*T’80,’-+12(+,’S/012U32I43TK,0+*8)0+,3X081’*2)’,+,E’)32IT;J’32340DK012082’S0(408-’)0*E3*00)3*E+KK,31+23’*;A->:/*5(’N+)3+S,042)(12()01’*2)’,&EO)’42+S3,3X08K,+2-’)T&-008S+16’-+*E,0+110,0)+23’*合方法!最大优点就是其滑动模态对系统摄动B!引言和所受到的扰动具有完全的自适应性!从而能(!)保证系统具有确定的品质$由于对系统的摄陀螺稳定平台被广泛地应用于军事领域和动可做广泛的理解和处理!除

5、参数摄动外!非线民用领域!对其可靠性和精度提出了越来越高的性项和不确定项都可视为摄动!因而不失一般要求$传统的陀螺稳定平台是采用线性控制系性地可将对象复杂的非线性模型化为受到摄动统的方法设计伺服回路!通常采用.]=校正环节(%)的线性模型$这种线性系统的变结构控制算法以及相位超前%滞后校正网络等$这些校正环简单!工程上易于实现!在实际环境中具有强的节的设计依赖于对象的参数!即针对不同的对象鲁棒性$因此!用变结构控制的方法来设计陀参数校正环节的参数也要作相应调整!否则闭环螺稳定平台的伺服回路$系统达不到要求的性能指标$此外!陀螺稳定平台在运行过程中受到各种扰动的影响!如载体的姿

6、态变化和振动引起摩擦力矩的变化$线性控C!陀螺稳定平台伺服回路数学模型制器鲁棒性不够好!不能很好地克服上述外界扰陀螺稳定平台伺服回路的结构框图见图%$动及参数变化对系统的不利影响!因此!人们致图中’(%为功放放大系数&(!为电流环放大系力于寻找具有好的鲁棒性的控制策略$数&(@为电机力矩系数&?+%O+为电枢绕组电感变结构控制理论作为非线性系统的一种综及电阻&,为平台转动惯量&(为速率陀螺传递E"收稿日期!!$$"[$%[%@作者简介!柯芳"%"#Y[#!女!四川成都人!高级工程师!博士!研究方向’伺服控制技术%非线性控制及智能控制系统$*#Y*弹箭与制导学报第!"卷!系数!

7、%1为控制器模型!!8为伺服指令!B-为干-!’#(!#9))$(!#9)"扰力矩">’!(9)-!8(9)在传统的陀螺稳定平台伺服回路中#%1为->’#B(>#9))$B(>#9)"#(!)线性校正环节#在变结构控制中为变结构控制#B(>#9)’#(>)!(9)#9)--!(9)88器"$B(>#9)’$(>)!(9)#9)8将功放放大系数(%$电流环及电机力矩系定义状态向量#给定运动状态向量#偏差向数(@的组合用变量(K代替#并对上述模型进行量分别为’%@&动态扩张#在控制力矩输出前增加一级积分!’