火箭炮两轴耦合位置伺服系统线性自抗扰控制

为了研究方位和俯仰两轴耦合作用下的火箭炮位置伺服系统控制性能,以含有速度闭环的实际系统为对象建立了火箭炮两轴耦合位置伺服系统数学模型。通过频域分析分别提出了方位和俯仰系统的2阶近似模型,设计了两轴系统的线性扩张状态观测器和自抗扰控制器,对系统未建模干扰进行估计并实时补偿。仿真结果表明：该观测器能较好地估计系统总扰动,所设计的控制器有效抑制了两轴负载力矩耦合效应对系统的影响并补偿了火箭炮发射时燃气流冲击力矩强干扰;在伺服跟踪和发射条件下采用所提出的控制方法充分抑制了耦合系统发射平台振动,保证后续射弹精度,性能指标明显优于PID控制。     

鲁棒最优控制器的应用研究

针对伺服系统的特点,及其所受到外部干扰和参数摄动等不确定性的影响,研究了一种鲁棒最优控制方法。该方法通过对传统控制结构的改进,利用二次型最优控制理论设计最优控制器,实现对目标的跟踪;利用鲁棒控制理论设计鲁棒控制器,实现对外部干扰和参数摄动等不确定性等因素的抑制。通过仿真表明,该方法既满足伺服系统的跟随特性,又具有很好的抗干扰能力。     

有向切换拓扑条件下考虑暂态响应的多智能体H∞一致性控制

针对有向切换拓扑多智能体系统带领导者的一致性追踪问题,研究了H_∞一致性控制方法。通过带有领导者的Laplacian矩阵,将带领导者的一致性追踪问题转化成低维系统的稳定性问题,并给出满足暂态性能指标的充分条件;利用Lyapunov函数法并结合线性矩阵不等式方法,对系统进行了稳定性分析,得到了分布式控制器的设计方法和平均驻留时间条件。该设计方法能够使系统受到随机外部扰动时,系统状态以较小的振荡快速趋于一致,满足暂态响应性能指标。分别在考虑暂态响应、不考虑暂态响应和不受外部扰动3种条件下,对多无人机系统进行了仿真。结果表明,考虑暂态响应的H_∞一致性控制器能够使系统达成一致,比不考虑暂态响应所设计的控制器能更快地、更平稳地趋于一致,满足暂态性能指标。     

共轭零点配置Ⅲ型结构无静差伺服系统

提出了用共轭零点配置Ⅲ型结构无静差伺服系统的目标函数，并对系统的精度、抗扰动性能和动态响应性能进行了分析；理论分析与实践表明，在同等条件限制下，采用共轭零点配置Ⅲ型系统较实零点配置方法明显缩短了扰动恢复时间、提高了系统开环增益，因而提高了稳态精度。在有强负载扰动的小高炮伺服系统的设计与应用中，具有明显的优点。     

用最优输出跟踪设计鱼雷航向控制系统

利用最优输出跟踪器及降维观测器的方法来设计鱼雷航向控制系统,对系统补偿前后的性能指标进行分析比较。结果表明,该系统具有状态稳定,响应速度快,能很好地跟踪希望参考输入的优点。     

火炮模块药输送伺服系统自适应模糊滑模控制

针对火炮模块药输送伺服系统传动过程中存在参数时变和抖振等问题,设计了一种带有积分滑模函数的自适应模糊滑模控制器。采用自适应方法对系统时变参数进行估计,减小不确定部分对控制系统的影响。引入新型饱和函数代替传统切换函数,保证整个切换过程连续、平滑过渡;采用模糊自适应算法对切换系数在线调整,提高系统的鲁棒性能,进一步抑制切换过程中的抖振。实验结果表明,火炮模块药输送伺服系统在空载、半载和满载3种情况下均具有良好的位置跟踪性能,满足性能指标要求,提出的自适应模糊滑模控制算法能够克服负载变化对系统控制精度的影响。     

基于模拟退火遗传算法的舵机伺服控制器

根据舵机伺服系统高性能的要求,设计了一种基于全数字三闭环控制策略的舵机伺服控制器系统,对不同的闭环采取不同的控制策略.其中,对系统性能影响最大的位置环采用模拟退火遗传算法优化的PID控制器.实验结果表明该控制策略响应快、鲁棒性强,系统具有较好的动、静态性能和抗干扰能力.     

某定深电液伺服系统的粒子群优化神经网络PID 控制

为解决定深电液伺服系统的系统参数难以确定、运行过程中内部参数具有时变性和外部负载扰动较大等 问题,设计一种将PID 控制器与神经网络相结合的控制策略。分析定深电液伺服系统的数学模型和控制器的结构与 工作原理,用径向基函数神经网络来动态修正PID 控制器中控制参数的策略,采用粒子群算法离线选取最优的神经 网络权值,用Matlab 将控制器应用于定深电液伺服系统中,并与经典的PID 控制器和RBF-PID 控制器进行对比。 仿真结果表明,该控制器具有较好的快速响应能力与鲁棒性。     

基于DOB的炮管RBF神经网络滑模控制研究

针对坦克炮身管精确定位和平衡问题,提出了一种基于干扰观测器(DOB)的RBF神经网络滑模控制策略。由于炮控身管平衡系统模型中存在某些时变的不确定参数,所以利用RBF神经网络的万能逼近特性来辨识该参数。为了更好地提升系统的抗干扰性能,引入了干扰观测器,对系统外部扰动进行实时观测。通过仿真试验可知,该控制策略有效地提高了系统的稳定性,消除了滑模控制过程中固有的抖振现象,并大大提高了电液伺服系统的跟踪性能,使系统具有良好的鲁棒性。     

基于复瞄的某火箭炮位置伺服系统研究

火箭炮在发射状态时存在燃气流冲击力矩等强干扰,使得发射后炮管偏离初始位置,故提出基于复瞄的火箭炮伺服系统控制。以火箭炮伺服系统为对象,建立系统数学模型,在此基础上运用自抗扰理论设计了非线性扩张状态观测器及相应的控制律,来减弱燃气流等强扰动对系统发射精度的影响,提高火箭炮的复瞄速度与精度。数字仿真结果显示,系统具有良好的跟踪性能,并且在燃气流冲击等干扰下能够很快返回初始位置,证明了该方法的有效性。