模糊PID控制在船载测控系统中的应用研究

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1、第30卷第5期2011年10月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．30No．5oct．2011模糊PID控制在船载测控系统中的应用研究。周成刚，陈步康，朱利伟，顾俊(中国卫星海上测控部·江苏江阴·214431)摘要：针对目前船栽测控雷达天线伺服系统中采用传统PID控制存在超调量大、响应时间长等不足，比较了传统PID控制和模糊控制的不同特点，讨论了模糊PID控制器的设计方法，并利用MATLAB软件对系统进行了辅助设计与仿真实验。仿真结果表明，该控制方法可以提高伺服系统的快速性和平稳性，有效增强船载测控系统的跟踪性能。关键

2、词：船栽测控系统；模糊PID控制；伺服系统中图分类号：V556．6；TN954．2文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)05—0033—04Study蚰Fuzzy-PIDControlServoSystemforShip-borneTr&CSystemsZHOUChenggang，CHENBukang，ZHULiwei，GUJun(ChinaSatelliteMaritimeTrackingandControlDepartment，Jiangyin，JiangsuProvince214431)Abstract：Thisthesisisaimedatove

3、rcomingthedrawbacks，e．g．overshootandlongresponsetimewhenusingtra—ditionalPIDinship-borneTT&Cservosystems．ThefeaturesoftraditionalPIDcontrolandfuzzycontrolarecorn—paredandadesignmethodoffuzzy—PIDcontrollerispresented．Then，anexampleisgiventoshoWhowtodesignandsimulatethesystemusingMATLAB．Si

4、mulationresultsshowthattheperformanceofship-borneTT&Cservosystemsisimprovedusingtheproposedcontroller．Keywords：Ship-borneTT&CSystem；Fuzzy-PIDControl；ServoSystemU引罱船载测控雷达伺服系统是船载测控雷达的重要组成部分，它直接担负着天线的驱动，使雷达能够迅速而又准确地跟踪目标，其控制技术水平的高低直接影响着船载测控设备跟踪性能的好坏，从而直接影响航天测量船测控雷达设备外测数据的测量精度。因此，船载测控雷达伺服系统应具

5、有良好隔离船摇、快速响应和稳定跟踪的性能。传统PID控制具有结构简单、稳定性好、可靠性高等优点，在伺服系统中得到普遍应用。但局限于线性系统，PID参数值是局域性的优化值，而非全局的最优值，无法从根本上解决伺服系统中动态响应品质与稳态精度的矛盾，因而将新技术应用于伺服系统显得十分迫切和必要。模糊控制与传统PID控制相比，具有仿人大脑思维的功能，加强系统随机控制能力，可以较好地克服被控系统中不确定因素等影响，其过程的动态响应品质要优于常规的PID控制。但模糊控制也存在着控制精度低的缺点，模糊PID控制结合了传统PID控制与模糊控制的优点，它既提高了系统的响应速度与鲁棒性，又

6、能使系统具有较高的控制精度，增强系统的控制性能，这对于提高船载测控系统在特殊工作环境中的跟踪性能具有重要意义。本文针对船载测控雷达伺服系统提出了一种模糊PID控制方法，详细研究了模糊PID控制器的设计方法，同时利用MATLAB软件进行了辅助设计与仿真实验，仿真结果表明：模糊PID控制方法可以较好地提高船载测控雷达伺服系统的控制性能，隔离船摇对船载测控雷达天线跟踪性能的影响，提高船载测控系统的测控能力。1船载测控系统的控制体制目前，船载测控雷达伺服系统中普遍采用双电·收稿日期：2010一07—14；修回日期：2011～07—24第一作者简介：周成刚(1985一)，男，硕士

7、，工程师，主要从事航天远洋洲控技术研究；E-maillzcgcupid@126．PA3m34飞行器测控学报第30卷机驱动系统，主要由测量元件、电压电流调节装置、陀螺反馈装置、执行元件和雷达天线等组成，采用位置环、速度环与电流环组成的三环控制系统，如图l所示。其中，为了满足船载测控雷达隔离船摇的需要，在速度环前端增加了陀螺反馈装置和船摇前馈稳定装置，以达到隔离船摇的扰动影响，从而减小船摇引起的天线指向误差‘川。图1船载测控雷达伺服系统组成框图Fig．1ModeloftheFdel'VOsystemofashipborneTT&Csystem