参数自学习PID 算法在电动负载模拟器中的应用

针对电动负载模拟器的舵机主动运动引起的多余力矩会严重影响系统的载荷谱跟踪精度的问题,利用前馈控制对多余力矩进行补偿和抑制,提出并使用一种基于BP神经网络的PID参数自学习控制算法来实现高精度跟踪载荷谱的方法。阐释了电动负载模拟器在被动式加载中多余力矩的产生和影响,基于结构不变性原理,使用前馈控制对舵机速度干扰进行补偿,以抑制多余力矩;在前馈控制抑制多余力矩的基础上,分析传统PID算法和静态BP神经网络在非线性和参数时变条件下存在的局限性,并在舵机干扰的情况下,分别对常值和正弦载荷谱进行仿真测试。仿真结果表明:控制算法使得电动负载模拟器可以准确、快速地跟踪载荷谱,提高了电动负载模拟器的自适应性和鲁棒性。     

基于DSP和FUZZY-PID控制的弹用电动舵机控制系统的研究

文中主要研究了全数字三闭环控制和FUZZY-PID控制相结合的电动导弹舵机系统控制的新方法,同时介绍了弹用电动舵机系统的工作原理和TM320LF2407A芯片的特点以及无刷直流电机在电动导弹舵机系统中的应用.     

电动舵机鲁棒干扰补偿控制

电动舵机工作时会受到模型参数摄动和不稳定负载力矩的影响,为解决由不确定性因素引起的控制问题,本文基于信号补偿方法设计了一种电动舵机角度跟踪鲁棒控制器。将舵机模型中的参数摄动和力矩扰动等不确定项作为等价干扰,首先针对受控对象设计标称控制器,在此基础上设计鲁棒补偿控制器以抑制等价干扰的影响,从而实现鲁棒控制。本文所设计的鲁棒控制器可保证舵机系统的角度跟踪误差收敛到原点的有界区域内,且收敛域的大小可通过鲁棒补偿器的参数进行调节。最后,通过仿真和样机实验结果验证了该方法的有效性。     

双闭环负反馈舵机伺服系统的建模与仿真

介绍了电动舵机的应用前景,对深弹电动舵机伺服系统进行了数学建模以及相关控制参数计算,构建了仿真控制框图。通过输入单位阶跃信号得到速度、位置响应,并对舵系统的稳定性指标进行了仿真分析。结果表明:这种建模过程可行有效,能够减小舵系统设计难度,增强系统的可靠性。     

电动负载模拟器的同步控制研究

提出电动负载模拟器一种新的控制策略,目的是解决舵机运动带来的强扰动致使电动负载模拟器的跟踪速度和精度下降的问题。方法是在进行力矩控制的同时,将舵机和电动负载器的运动信息引入到控制系统中,使加载电机在进行力矩跟踪的同时同步跟踪舵机运动。仿真和试验结果表明:该方法使得闭环系统的静差小于1%,并且其正弦响应在12Hz时的幅差小于10%,相差小于10°。因此,该策略可以满足目前电动负载模拟器的工程使用需求。     

旋转弹舵机控制滞后及其对策研究

针对旋转弹飞行过程中舵机控制滞后的难点,建立了控制滞后角的分析模型,重点研究了舵机、地磁陀螺和弹载计算机三方面导致滞后角的因素,给出了控制总滞后角计算方法.基于滞后与时间延迟的线性关系,提出了按滚转角速率补偿滞后角的算法,并进行了实验验证,实验结果表明其较好的解决了舵机控制滞后的问题,具有较高的工程应用价值.     

电动舵机直流伺服电机选用方法

根据空空导弹电动舵机对直流伺服电机的要求,介绍了直流伺服电机输出力矩和转速的计算方法、电动舵机选用直流伺服电机的基本原则、电机发热校验的方法,提出了在电动舵机设计中应过载使用直流伺服电机的观点。     

基于模糊自适应的连续整定PID舵机控制器

针对现有的二维弹道修正弹电动舵机系统响应速度慢、适应能力差等缺点,提出了基于模糊自适应的连续整定PID舵机控制器。该控制器在模糊自适应控制的基础上,通过对模糊控制曲面的3次曲面拟合得到连续的控制函数,并以此控制函数连续的调解整定PID参数,输出对应连续变化的控制信号,调节舵机的转角进而控制弹道偏向。通过Matlab仿真证明,基于模糊自适应的连续整定PID舵机控制器与现有的模糊自适应PID及经典PID舵机控制器相比,具有更好的动态响应和适应能力,且其计算量相对于连续论域的模糊自适应PID控制器来讲更少,更适合在高实时性要求的二维弹道修正弹上应用。     

采用变转速泵源降低液压舵机无效功率的研究

高压力、大功率和高转速是导弹舵机泵源的突出特点,这一特点带来的突出问题就是高无效功率带来了系统高温,使舵机系统的工作时间和性能受到了很大的限制。为了有效的降低舵机系统的无效功率。本文提出了为弹载液压舵机配备变转速泵源,并对变转速泵源进行了总体方案的设计,主要包括：泵源的总体结构、泵源转速指令的获得方法、泵源电机转速控制策略。最后以matlab为工具进行了仿真分析,仿真结果表明采用变转速泵源降低弹载液压舵机无效功率的方法是可行的。     

简易制导弹滚转控制研究

研究了鸭式布局简易制导弹的滚转控制方案,在对固定尾翼弹滚转控制进行分析的基础上提出了一种自适应式自旋尾翼设计方案,实现了可根据转速自适应改变尾翼滚转控制方式的结构布局。分析了自适应自旋尾翼自动解锁的原理与可行性,通过对固定尾翼与自旋尾翼滚转气动特性进行比较,表明了用鸭舵可实现对自旋尾翼弹滚转的有效控制。对全弹道进行了弹体转速的仿真计算,得到了理想的滚转控制性能。     

制导炮弹可控滚转执行机构模型分析

为解决可控滚转电动舵机在低旋尾翼弹上的应用,以舵体为研究对象,分析了作用在舵体上的力矩,建立了系统动力学模型; 在分析舵机结构的基础上建立了舵机机构的的动力学模型和系统动力学模型。在不同的工况条件下对系统模型进行了分析和验证,分析结果验证了系统动力学模型的正确性。仿真结果表明,该舵机降低了伺服电机功率及响应速度的要求,提高了舵面效率,为在低旋制导炮弹上的应用提供了一种新的解决方案及理论参考。     

滚转导弹过载驾驶仪控制耦合解耦算法研究

舵机动力学滞后引起的控制耦合严重限制了过载驾驶仪在滚转导弹上的应用。建立滚转导弹驾驶仪模型,推导了等效舵机动力学传递函数矩阵,对比研究了基于最优舵面超前角度补偿和输出反馈动态的解耦控制方法,进行了仿真验证。仿真结果表明：随着转速与舵控系统频带比值的提高,控制耦合增加;基于最优舵面超前角度补偿的解耦方法实现简单,适用于工程应用,然而当转速与舵机频带的比值、输入指令频率与舵机频带的比值增加时,解耦效果变差,舵机控制效率降低;基于输出反馈动态解耦方法能够实现完全解耦,且受转速测量精度的影响较小,但该方法要求对舵机的传递函数精确已知,且补偿器的复杂性与舵机阶数密切相关,工程应用存在一定的难度。     

一种基于超声波电机的电动舵机

设计了一种基于超声波伺服电机的导弹电动舵机。采用变结构控制策略,引入速度环,充分发挥超声波电机的优势。根据导弹舵机对伺服电机的特殊性要求,着重研究了超声波电机调速系统的低速性能及调速的快速性。通过试验研究了不同速度反馈元件对电机低速性能及调速的快速性的影响。实验结果表明,以超声波电机作为伺服电机的电动舵机系统性能优良,并有进一步提高的潜力,所采用的控制系统方案切实可行。     

非线性PID控制在导弹电动舵机系统中的应用

运用非线性控制理论设计了一种电动舵机系统的非线性PID控制器.主要用于提高导弹在飞行过程中电动舵机系统在存在外部干扰时的性能.对电动舵机进行了分类,分别建立了其对应的数学模型并进行了仿真.仿真结果表明,与传统的PID控制相比,该控制算法具有较好的动态性能,且在外部扰动情况下具有较强的鲁棒性.     

一种弱气动弹/箭滚转控制方法

针对弱气动弹/箭滚转通道采用直接力控制执行机构结构复杂、成本高、可靠性低等缺点,基于动量矩定理提出了一种可用于低速飞行,稀薄大气环境弱气动弹/箭的滚转控制方法,通过理论推导和控制器设计,分析了干扰力矩与旋翼舵机最终转速的关系以及影响控制系统响应速度的因素,最后给出了合理的验证试验方案。试验结果表明,依靠旋翼的主动旋转产生反向的控制力矩来进行滚转控制的方案可行,稳态控制精度优于0.5°,能够满足此类飞行器对滚转控制的需求。     

抗干扰弹载地磁测姿系统设计

实时准确的弹丸姿态测试是实现高速旋转弹丸正确修正的关键技术。受弹丸高转速、发射时高过载及全天候使用等因素的限制,地磁测量弹体姿态成为解决该关键问题的唯一途径。根据地磁场基本特性、磁阻传感器测量姿态的基本原理,建立了飞行过程中实时解算弹体姿态的简化模型。针对弹体剩磁、舵机干扰等众多影响磁传感器准确测量的问题,设计了抗干扰的弹载地磁测姿系统。为了评估地磁测量弹体转速和滚转角的精度,与基于光敏器件和太阳方位角的绝对滚转角测量系统同时进行飞行试验,通过飞行试验验证,所设计的抗干扰系统有效地减小了弹体剩磁和舵机干扰的影响,基于地磁信息解算出的滚转角速率与光敏器件测量得到的绝对滚转角速率误差在0.5 Hz,解算出的滚转角度误差为6°,符合工程应用的要求。     

基于模糊PID 的电磁循迹小车控制系统

为达到速度和转角协调控制的目的,提出自适应模糊 PID 控制算法。电磁循迹小车系统以MK60N512VMD100微控制器为核心控制单元,通过LC谐振电路检测赛道中心线感应电动势来判断车身姿态,实现舵机转动角度的控制,并通过光电编码器实时检测车速来控制电机的转速。结果表明：该算法能保证小车在路径最优、速度最快的状态下跑完全程,使小车电机速度和舵机转角达到最佳配合。     

固定鸭舵控制误差对修正弹落点散布的影响

针对不同控制误差条件下弹丸的落点散布规律,分析了控制误差的表现形式,将控制误差近似描述为均值误差和抖动误差两项之和,设计了基于七自由度弹道模型的蒙特卡洛打靶仿真实验,得到了不同误差条件下修正弹的落点散布。仿真结果表明,固定鸭舵滚转角控制均值误差和固定鸭舵抖动误差都会增大修正弹落点散布,降低命中精度,且固定鸭舵抖动产生的影响大于控制均值误差的影响。该项研究可为固定鸭舵式二维弹道修正弹控制算法优化提供依据。     

简谈中、小型制导弹药舵机的发展现状

为实现常规武器的精确制导,依据中、小型制导弹药舵机的发展现状,对舵机系统进行探讨。阐述制导 弹药舵机系统主要构成模块,介绍影响舵机在制导弹药制导过程中的因素,结合舵机的国内外发展现状,列举目前 典型的舵机和相关参数,得出气动舵机和电动舵机的应用特点及发展趋势。应用结果表明,对弹载舵机在制导弹药 领域的研究可以提高制导弹药的精确性。     

电动舵机系统建模及控制算法

舵机是导弹控制系统重执行机构,其性能直接影响导弹命中精度;为了提高舵机系统跟踪精度与带宽,对直流无刷电动舵机系统分析、建模,设计经典PID控制器与指数趋近律滑模控制器;系统仿真表明：滑模变结构控制器在电动舵机控制方面具有优良的动态品质,满足舵系统指标求。