题目：电液复合飞行仿真转台低速性能控制技术研究

仿真转台是飞行器研制及制导回路半物理仿真试验中的关键设备，而“超低速、宽调速、高频响、高精度”已成为目前国内外转台研究的总体趋势。其中高频响性能在很大程度上取决于系统执行元件的类型和功率配备，而低速性能实现除了与系统硬件配置相关外，有效的控制补偿算法也是提高其精度的重要措施。另外转台的超低速性能在科研中具有实际的应用价值，如转台对弹体全弹道轨迹中极慢改变飞行姿态阶段的仿真，以及深空光测系统低速高精度伺服需求等。因此，针对研究转台，论文把基于控制技术的转台低速性能实现作为研究重点具有重要的实用价值。研究转台作为高精度机电液伺服系统，非线性摩擦环节的存在也是其低速性能提高的主要障碍，所以论文针对如何进行有效的摩擦算法补偿进行了如下的研究工作：1.结合动能原理和力学拉格朗日方程建立了三轴转台的动力学模型，定性地进行了三轴耦合关系分析，明确了三轴转台力矩耦合的存在形式和决定因素。2.通过分析研究转台内框力矩电机直驱系统、中外框阀控马达系统的传递函数，给出了满足闭环稳定性要求的PID、PD控制器参数设计条件；对比分析了PID、PD控制参数对摩擦的补偿性能，并分析了系统相关特性参数的抗摩擦扰动特性。3.对比众多静态和动态摩擦模型，基于实用和有效原则，提出基于Stribeck模型的前馈摩擦补偿策略；提出了等效Stribeck控制电压补偿以减小利用该模型时对系统模型及参数的依赖性，并给出了仅依靠转台本身进行实验来确定该模型参数的方法；构建了名义速度模型用于该模型的速度状态量的输入；其次针对该电压模型速度状态量不易准确获取的问题，设计了速度相关状态量模糊整定的Stribeck电压补偿策略。4.提出了并行RBF网络摩擦补偿策略，研究实现了基于RBF切换律和指数趋近律的复合离散滑模控制以及RBF与PID并行的控制。两种控制器的共同点是低速伺服时无需辨识摩擦模型，且因RBF网络结构、输入形式和评价函数的特定设计确保了RBF网络的实时性、趋近的有效性以及无需离线训练的特点。两种控制策略对三框的低速伺服实验均取得了好的伺服品质，且对于研究转台内框的最低稳定速度伺服而言，RBF与PID并行策略使其领先于目前业内已公布的转台单框最低稳定速度指标。5. 设计了用于转台扫频实验的零相差前馈复合控制器：基于摩擦补偿与PD复合控制，通过闭环系统频响进行了传递函数的拟合，并基于该拟合传递函数进行了零相差前馈器的设计，实现了优于转台原验收指标的频响性能。6.进行了基于Stribeck模型及不基于摩擦模型的转台各框低速伺服性能对比实验，实现了优于转台原验收指标的频响性能；进行了转台三框联动耦合影响实验，得出了内框运动耦合影响非常小，而中、外框在进行高速运动时对于其他两框及自身的伺服品质影响较大的结论，进而指出在较高转速联动时，设计三框解耦控制器或单框鲁棒性控制器以实现高精度伺服的必要性。