孫皓澤,常天慶,陳軍偉,謝 杰
(裝甲兵工程學院 控制工程系,北京 100072)
裝甲車輛在運動過程中,車體在方位和俯仰方向的振動會造成瞄準線的晃動,影響炮手對目標的精確瞄準跟蹤,因此必須采用視軸穩定技術,在慣性空間內保持瞄準線的穩定。當前,裝甲車輛的視軸穩定主要采用雙軸陀螺穩定平臺結構,陀螺作為空間速率的敏感元件敏感平臺視軸的角運動,控制力矩電機產生伺服力矩,抵消引起平臺視軸運動的干擾力矩,以保證視軸在慣性空間的穩定,并實現對輸入信號的準確跟蹤[1-2]。
裝甲車輛穩瞄系統是一個內部存在強本質非線性的復雜系統,系統內部存在摩擦力矩、質量不平衡力矩等擾動力矩以及被控裝置參數漂移等眾多干擾因素,嚴重影響了系統控制性能的發揮[3]。同時,隨著裝甲車輛對穩瞄系統的穩定精度、抗干擾能力等性能的要求的不斷提高,采用經典PID控制算法越來越難以滿足要求。近年來,國內外學者針對視軸穩定平臺開展了廣泛的研究,提出了許多控制方法,如H∞控制、等效復合控制、智能控制等[4-6]。這些方法在理論上取得了一定成果,但由于計算過于復雜或者過于依賴控制對象的精確數學模型,目前還較少在工程上得到實際應用。
滑模變結構控制是一種有效的非線性控制方法,它通過大的切換增益來實現對外界擾動和參數變化的不變性,具有魯棒性強、對模型精度要求不高、結構簡單等優點,但也存在當狀態軌跡到達滑模面時,容易產生“抖振”現象的問題[7]。……