轉臺伺服系統(tǒng)的滑?？刂蒲芯?/h1>
2019-10-21 21:07:26葉超崔寧豪
科技風 2019年24期
葉超 崔寧豪
摘 要：為了提高光電轉臺伺服系統(tǒng)的跟蹤性能，本文提出了一種基于非線性觀測器的滑模控制方法。使用設計的非線性觀測器對干擾因素進行觀測，并通過設計滑模控制器保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結果表明，基于本文所設計非線性觀測器的滑模控制器能有效抑制擾動因素對系統(tǒng)的影響，設計的滑模控制器具有較好的控制性能，提高伺服系統(tǒng)的跟蹤性能。
關鍵詞：伺服系統(tǒng);觀測器;滑?？刂?跟蹤性能
1 緒論
轉臺伺服系統(tǒng)是飛行器，雷達等高精度設備的核心組成部分，因此對伺服系統(tǒng)的控制性能有著較高的要求。[1]但轉臺的機械結構形變，外部擾動等因素會影響系統(tǒng)的動靜態(tài)性能，甚至可能出現(xiàn)極限環(huán)現(xiàn)象。因此，對轉臺伺服系統(tǒng)進行補償就顯得尤為重要。[2-3]
目前，針對干擾對系統(tǒng)的影響，有多種補償技術。以PID算法對轉臺進行控制，雖然參數(shù)調(diào)試簡單，但對于沒有規(guī)律的非線性擾動因素，其控制效果不佳;[4]以模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制等對系統(tǒng)進行控制，但存在其模糊規(guī)則總結困難和神經(jīng)網(wǎng)絡計算量大等問題;[5]滑模變結構控制通過設計滑模面來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對參數(shù)攝動和干擾因素有不變性，具有較強的魯棒性，[6-8]適用于轉臺伺服系統(tǒng)。本文采用非線性觀測器對干擾因素進行觀測，同時采用滑模控制對系統(tǒng)進行補償設計，最后通過仿真實驗證明本文所提出控制方法的有效性
2 總體方案
本文采用基于非線性觀測器的滑?？刂品椒òㄞD臺系統(tǒng)，非線性觀測器和滑?？刂破鞯炔糠?。
3 模塊具體功能
4 結果與分析
參考文獻：
[1]丁力，高振奇，虞青.基于改進樽海鞘群算法的四旋翼飛行器姿態(tài)優(yōu)化控制[J/OL].農(nóng)業(yè)機械學報，1-9[2019-07-03].
[2]趙回，王雪梅，許哲，楊柱，吳桐，王健永.一種轉臺伺服系統(tǒng)干擾補償控制方法研究[J].中國測試，2019，45（03）：139-145.
[3]劉慧博，劉尚磊.帶干擾補償?shù)霓D臺模糊滑模控制[J].電機與控制學報，2018，22（08）：113-118.
[4]李碧政，張繼鵬.基于干擾觀測器的PID滑模變結構控制[J].價值工程，2016，35（35）：119-121.
[5]王茗倩，顧衛(wèi)杰，李桂秋.基于模糊滑模變結構的艦載雷達二軸轉臺伺服控制系統(tǒng)研究[J].變頻器世界，2017（11）：93-96.
[6]鄧永停，李洪文，王建立，劉京.基于自適應滑?？刂频拇笮屯h鏡低速控制[J].中國光學，2016，9（06）：713-720.
[7]黃培，王欣源.轉臺伺服系統(tǒng)的自適應模糊滑模逼近控制[J].機械強度，2016，38（04）：749-753.
[8]馮瑗瑗，華光輝.車載雷達穩(wěn)定轉臺伺服系統(tǒng)有限時間積分滑模控制[J].雷達與對抗，2015，35（04）：54-59.
作者簡介：葉超（1981-），男，碩士，高級工程師;崔寧豪（1993-），男，河南周口人，安徽大學電氣工程與自動化學院在讀研究生，研究方向：伺服系統(tǒng)控制。
葉超 崔寧豪
摘 要：為了提高光電轉臺伺服系統(tǒng)的跟蹤性能，本文提出了一種基于非線性觀測器的滑模控制方法。使用設計的非線性觀測器對干擾因素進行觀測，并通過設計滑模控制器保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結果表明，基于本文所設計非線性觀測器的滑模控制器能有效抑制擾動因素對系統(tǒng)的影響，設計的滑模控制器具有較好的控制性能，提高伺服系統(tǒng)的跟蹤性能。
關鍵詞：伺服系統(tǒng);觀測器;滑?？刂?跟蹤性能
1 緒論
轉臺伺服系統(tǒng)是飛行器，雷達等高精度設備的核心組成部分，因此對伺服系統(tǒng)的控制性能有著較高的要求。[1]但轉臺的機械結構形變，外部擾動等因素會影響系統(tǒng)的動靜態(tài)性能，甚至可能出現(xiàn)極限環(huán)現(xiàn)象。因此，對轉臺伺服系統(tǒng)進行補償就顯得尤為重要。[2-3]
目前，針對干擾對系統(tǒng)的影響，有多種補償技術。以PID算法對轉臺進行控制，雖然參數(shù)調(diào)試簡單，但對于沒有規(guī)律的非線性擾動因素，其控制效果不佳;[4]以模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制等對系統(tǒng)進行控制，但存在其模糊規(guī)則總結困難和神經(jīng)網(wǎng)絡計算量大等問題;[5]滑模變結構控制通過設計滑模面來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對參數(shù)攝動和干擾因素有不變性，具有較強的魯棒性，[6-8]適用于轉臺伺服系統(tǒng)。本文采用非線性觀測器對干擾因素進行觀測，同時采用滑模控制對系統(tǒng)進行補償設計，最后通過仿真實驗證明本文所提出控制方法的有效性
2 總體方案
本文采用基于非線性觀測器的滑?？刂品椒òㄞD臺系統(tǒng)，非線性觀測器和滑?？刂破鞯炔糠?。
3 模塊具體功能
4 結果與分析
參考文獻：
[1]丁力，高振奇，虞青.基于改進樽海鞘群算法的四旋翼飛行器姿態(tài)優(yōu)化控制[J/OL].農(nóng)業(yè)機械學報，1-9[2019-07-03].
[2]趙回，王雪梅，許哲，楊柱，吳桐，王健永.一種轉臺伺服系統(tǒng)干擾補償控制方法研究[J].中國測試，2019，45（03）：139-145.
[3]劉慧博，劉尚磊.帶干擾補償?shù)霓D臺模糊滑模控制[J].電機與控制學報，2018，22（08）：113-118.
[4]李碧政，張繼鵬.基于干擾觀測器的PID滑模變結構控制[J].價值工程，2016，35（35）：119-121.
[5]王茗倩，顧衛(wèi)杰，李桂秋.基于模糊滑模變結構的艦載雷達二軸轉臺伺服控制系統(tǒng)研究[J].變頻器世界，2017（11）：93-96.
[6]鄧永停，李洪文，王建立，劉京.基于自適應滑?？刂频拇笮屯h鏡低速控制[J].中國光學，2016，9（06）：713-720.
[7]黃培，王欣源.轉臺伺服系統(tǒng)的自適應模糊滑模逼近控制[J].機械強度，2016，38（04）：749-753.
[8]馮瑗瑗，華光輝.車載雷達穩(wěn)定轉臺伺服系統(tǒng)有限時間積分滑模控制[J].雷達與對抗，2015，35（04）：54-59.
作者簡介：葉超（1981-），男，碩士，高級工程師;崔寧豪（1993-），男，河南周口人，安徽大學電氣工程與自動化學院在讀研究生，研究方向：伺服系統(tǒng)控制。
