干扰速率补偿式火炮线自稳定跟踪控制建模与仿真

为适应动基座、高射角条件下火炮高精度的稳定跟踪控制的需求,提出一种基于大地坐标系下干扰速率补偿式火炮线自稳定控制方法,以有效抑制自行火炮车体姿态扰动对火炮线指向的影响。根据指向稳定的火炮线在动基座上的运动规律,设计新的干扰速率测量陀螺安装方式,推导在大地坐标系下的方位向和高低向干扰速率解耦补偿值,并在传统的高炮随动基础上应用干扰速率前馈补偿,实现火炮线自稳定和控制解耦。由于火炮稳定只涉及炮塔回转、火炮俯仰两个自由度且都存在偏心矩等因素,采用牛顿-欧拉法建立运动车体与火炮、炮塔之间的动力学模型,并考虑传动机构的刚度和齿隙的非线性,结合执行电机模型和经典闭环控制,以车体航向、俯仰、横滚各幅值为7°,周期为2 s的三轴复合摇摆条件,分别对该控制策略在忽略弹性、考虑动弹性的两种情况下对该控制策略进行仿真研究。仿真结果表明,所提稳定控制方法实现了稳定射角不低于60°,在传动弹性条件下的稳定误差不大于0.5 mrad,正弦稳定跟踪误差不大于2.8 mrad,同时实现了高低向和方位向的的控制解耦,为火炮线高响应、高精度稳定控制提供了新的研究思路和方法。     

基于跟踪微分器的自行高炮分数阶控制

针对自行高炮位置伺服系统跟踪速度要求高、射击时干扰强、跟踪精度对信号噪声敏感的特点,提出了一种基于跟踪微分器的分数阶控制律的改进方案。通过合理的假设和近似,建立了自行高炮位置伺服系统的饱和非线性模型;在此基础上设计了主令和反馈通道上的跟踪微分器,以滤除信号噪声得到工程实用的微分信号;再经由分数阶 PID 控制器得到控制量,以增加系统带宽。比较分析了设计的控制律与传统整数阶 PID 控制器在伺服跟踪和冲击力矩干扰下的控制效果。仿真结果表明,采用提出的方法能提高自行高炮响应速度和增加系统带宽,有效抑制噪声信号和外部力矩干扰。     

基于分数阶控制的防空火炮伺服系统研究

针对防空火炮对伺服系统高精度和强鲁棒性的要求,本文提出了一种分数阶控制器的设计方法。建立了火炮伺服系统的数学模型,分析了分数阶位置控制器结构,提出并推导了基于相位裕度、截止频率、低频段精度点、振荡度指标等约束条件来进行参数整定的分数阶控制器综合设计方法。仿真结果和实验结果表明,本文所设计的分数阶控制器使得伺服系统具有控制精度高、频带宽、鲁棒性强等显著特点,这为防空火炮伺服系统设计提供了一种新方法。     

基于H∞控制的液压伺服系统鲁棒性设计

本文针对液压伺服系统的特点，运用Ｈ∞控制理论，提出了一种控制器，它能在保证系统鲁棒稳定性的同时确保系统的瞬态性能指标，并把此控制器运用泵马达系统中，仿真结果表明了它的有效性。     

PWM在直流伺服系统中的应用研究

伺服系统是自动控制领域一种重要的控制系统，随着科学技术的发展，伺服系统在现代工业、军事等领域发挥着日益重要的作用。本文提出了一种基于PWM的直流伺服控制系统的硬件设计方案，并在系统组成、系统总体设计、系统硬件设计、开关频率选择、电流环设计等方面作了详尽论述。最后，通过仿真和试验，获取了系统的响应曲线。     

摩擦补偿技术的泵控马达伺服系统中的应用

本文分析了以往摩擦建模的方法与特点。提出了应用神经网络对摩擦特性建模的方法，并基于新的摩擦模型采用摩擦补偿控制技术来研究泵控马达伺服系统，仿真结果表明了新摩擦模型的有效性。     

基于H∞控制的火炮电液伺服系统研究

针对某火炮电液伺服系统存在数学模型的不确定性和较大干扰力矩的特点，用H∞控制方法设计了两自由度控制器，它能在保证系统鲁棒稳定性的同时确保系统的瞬态性能指标，仿真结果表明该方法对参数不确定性和外部干扰力矩具有很强的鲁棒性。     

基于最优控制的电液伺服系统滑动模态变结构控制

本文针对泵控缸电液伺服系统用优化方式确定切换函数,用到达条件确定变结构控制律,仿真与工程试验表明基于最优化方法设计的滑动模态变结构控制系统,对外部干扰和参数不确定具有强的鲁棒性,大大优于传统的PID设计,为系统复杂、环境复杂和控制性能要求高的火箭炮电液伺服系统设计提供了一种切实可行的新方法.     

伺服系统的滑模变结构控制器设计

伺服系统不确定性和离散指数趋近律造成系统的系统抖振,传统的PID控制方法难以实现系统对精度和稳定性的要求.为了提高控制系统的性能,提出滑模变结构控制问题.采用参数辨识法,分别获取被控对象在空载和满载模型,并将空载测试数据按二阶模型结构辨识得到被控对象近似模型,作为离散滑模控制器设计的标称模型,并采用自适应趋近律设计了离散滑模控制器,分别对被控对象的两个模型进行控制仿真.结果表明,离散滑模变结构控制器能够使伺服系统满足要求,对参数摄动和外部干扰具有较强的鲁棒性,提高了控制器性能,为设计提供了依据.     

闭式油箱在某俯仰液压系统中的设计应用

针对某俯仰液压系统为闭式系统的特点,以减小外部空气对油液的污染为目的,设计出一种采用外置蓄能器调节油箱内部压力的闭式油箱,同时对该闭式油箱的组成和工作原理进行了描述,对相关参数进行计算并进行了多次试验验证,试验结果表明该闭式油箱功能设置合理、参数计算准确,能够满足俯仰液压系统的使用要求,是一次成功的尝试。