● 摘要
作为一类典型的高精度伺服控制系统,高精度伺服转台是飞行器和导弹研制过程中进行地面半实物仿真的高性能关键设备。随着科学技术和控制理论的发展,对飞行仿真转台系统的精度要求越来越高。本文主要研究内容为基于模糊干扰观测器的智能滑模控制策略在高精度伺服转台系统中的设计应用和仿真。
首先,在实验室已有成果的基础上,建立了飞行仿真转台数学模型,包括理想伺服系统模型,考虑弹性模态的模型和工程应用中的简化模型;通过扫频实验获得转台频率特性数据,并采用拟合的方法进行建模;针对大偏载,大转动惯量的伺服系统,研究偏载和摩擦等干扰对控制系统的影响。建模结果具有一定的代表性和工程实际应用价值,可以为后续的研究工作提供参考。
其次,研究滑模控制策略在转台伺服系统中的应用。设计基于Backstepping思想的滑模控制器,并引入低通滤波器来提高控制器性能。仿真和实验表明,本文所设计的滑模控制方案可以很好的应用于转台伺服系统,具有较高的精度和动态性能。
最后,研究基于模糊干扰观测器的智能滑模控制方法,在伺服系统中的设计及应用,并进行仿真验证算法的可行性。
通过针对转台系统的仿真和实验研究表明:智能滑模控制策略控制精度好,对于摩擦和负载力矩干扰抑制能力强,算法简洁便于在实时控制中应用。将智能滑模控制理论与高精度伺服系统自身特点相结合,能够有效改善飞行仿真转台动态性能和跟踪精度,具有很好的工程应用前景。