题目：电液复合飞行仿真转台伺服控制技术研究

        作为半物理仿真试验中的关键设备，仿真转台的伺服性能直接关系到试验的置信度。上世纪八十年代从德国MBB公司购进的某型电液复合飞行仿真转台，使用模拟控制系统，在使用中出现了电路老化、故障率高、控制模式单一等问题，且为了适应“超低速、宽调速、高频响、高精度”的发展趋势，有必要对其进行数字化改造。对于改造后的仿真转台，在功率容量、机械结构、系统元件确定的情况下，采用合适的伺服控制技术，可以充分地发挥现有设备的功效，提高伺服性能。因此，本文研究重点为转台的伺服控制技术及其应用效果。

        由于仿真转台具有很强非线性和不确定性的特征，受到的干扰种类繁多且无规律，因此难以通过一些常规伺服控制技术获得较高的伺服性能。近年来，我国学者韩京清研究员发明的自抗扰控制技术，具有不依赖系统模型、将所有影响因素归结为总扰动自动进行观测、补偿的特点，特别适合应用到仿真转台的伺服控制中。本文通过测试仿真转台的低速、频响、联动等伺服性能，验证该伺服控制技术的实用性。具体研究工作如下：

        1．在仿真转台低速伺服控制中，针对自抗扰控制器参数多且难整定的难题，根据 “系统近似模型加极端条件下的扰动用于仿真，整定出的控制器参数可直接应用于实际工程”的思想，用转台的名义模型作为近似模型，低速启动和低速停止时的摩擦作为极端条件下的扰动，建立摩擦力矩等效电压Stribeck模型和系统仿真模型。分析仿真结果，有效地整定出自抗扰控制器参数的范围，大大缩短了调试时间。整定的控制器参数直接应用到转台低速伺服控制中，获得了良好的低速伺服性能。

        2．在仿真转台频响伺服控制中，分析了机械谐振、驱动功率、噪声强化三个影响频响伺服性能的因素。使用有限元软件对转台框架进行模态分析，得到避开机械谐振的最高频率，对比从驱动功率着手计算出的最高频率，两者取其小，得到各框理论上的最高频率。为了最大限度地发挥设备的功效，提升转台的频响伺服性能，设计了自抗扰复合控制器。在复合控制器中，自抗扰前馈控制器用来补偿相移，自抗扰控制器用来确保系统稳定、提高伺服精度。通过定频和扫频实验，以双十标准为准绳，测试了自抗扰复合控制器作用下仿真转台的频响伺服性能，获得的频响指标在幅值和频宽上都超过了数字化改造前的指标。

        3．在仿真转台联动解耦控制中，首先利用动量矩定理建立了联动时的动力学方程，分析了框架间的惯量耦合和力矩耦合。并采用基于Simulink模型线性化的方法定量分析了框架间的动力学耦合关系，得出内框对外影响较小、中框次之、外框较大的结论。然后，建立了转台三轴联动数学模型，利用解耦理论证明了转台具有可解耦性。最后，将自抗扰控制器用于解耦控制中。通过零定位实验，证明了框架间的耦合作用会恶化伺服性能的结论，通过三轴联动实验，成功地对转台的联动进行了解耦。

        上述理论分析和实验研究表明，自抗扰控制技术作为国产的一种控制策略，应用到仿真转台伺服控制中，有效地提升了转台的伺服性能，使数字化改造后的转台适应了现阶段半物理仿真试验的要求，继续为我国的航空航天事业做贡献。