可旋转翼式弹道修正组件滚转控制技术研究

针对可旋转翼式弹道修正组件滚转通道控制中存在的未建模摩擦干扰、参数不确定性和外部随机干扰造成的复合扰动问题,提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的滑模控制方法。首先建立弹道修正组件滚转通道模型,将动力学模型中存在的外部干扰、未建模摩擦干扰和参数摄动整合为复合干扰,然后设计ESO对修正组件滚转通道模型中难以直接测定的状态变量以及复合干扰进行估计,并基于估计值结合滑模控制理论设计滚转通道控制器,实现对滚转角指令的精确跟踪。综合考虑ESO和滑模控制器构成的闭环控制系统,利用Lyaponov稳定性理论证明了所设计的闭环控制系统的稳定性。最后,通过仿真实验分析,证明所设计的修正组件滚转通道控制器,对滚转角指令的瞬态响应和稳态性能优异,同时可以有效抑制系统复合扰动,具备较强的鲁棒性。

导引头伺服系统预定回路滑模控制律设计

为了提高导引头伺服系统预定回路控制性能,针对系统中存在的饱和、死区等非线性环节,设计了一个基于指数趋近律的滑模控制器,并针对滑模面的可达性与整体系统的稳定性进行分析。通过调整滑模参数,可以实现系统对于非线性环节的抑制作用。通过仿真实验验证了导引头伺服系统预定回路滑模控制算法可行性,并通过与传统线性超前滞后控制器进行比较,验证了滑模控制器控制性能优于传统线性超前滞后控制器,从侧面证明了滑模控制算法对于非线性环节具有较好的抑制作用。

一种基于模糊参数自适应调整的温度控制系统设计方法

为提升农用温室温度控制效率与温度控制精度,对温室温控系统进行了建模,并结合模型设计了一种基于模糊比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)的自适应控制算法,通过监测系统反馈来实时调整PID自动控制算法的各项系数,以实现控制器的动态自适应调整,从而完成对控制过程的优化。仿真结果表明,温控系统稳态精度小于0.05℃,温度调节时间小于300 s。相比于其他温控系统传统控制算法,该算法具有更高的温度控制精度以及更短的温度调节时间,且具有较强的工程实用性。

纵向双轮平衡车滑模控制设计与仿真

纵向双轮自平衡车结构上与自行车结构相同,因而具有相似的动力学特性。自行车的结构属于一个非最小相位系统,因而在控制的过程中存在着一定的困难。为了更好地控制平衡车的平衡,通过引入一个基于趋近律的滑模鲁棒控制律来对小车的平衡姿态进行控制,并将滑模控制的结果与传统PID控制器以及模糊PID控制器进行比较,验证滑模控制律的优越性能。

PWM低速爬行状态系统波动分析

脉宽调制(PWM)技术在自动控制领域有着广泛的应用。然而,在实际工程应用中,包含PWM的系统在低速驱动的条件下难以达到高精度速度指标的要求。在工程实践经验的基础上,对这一问题进行了详细分析,提出了PWM的截断效应和移频效应引起波动的理论,并结合典型的机电伺服系统模型进行了仿真,完成了仿真层面的验证。仿真结果表明,机电伺服系统在低转速状态下由于PWM的截断效应引起转速波动的现象,契合了实际系统中表现的情况,验证了截断效应和移频效应的正确性,为提高系统精度指标提供了依据。

导引头伺服系统稳定回路扰动观测器设计

针对摩擦力矩等非线性环节导致的导引头伺服系统稳定回路控制性能变差现象,设计了一种基于输入输出数据的扰动观测器。推导了扰动观测器方程,分析了扰动观测器对干扰的抑制能力及由传感器引入的高频量测噪声对系统整体性能的影响。通过仿真验证,在稳定回路存在量测噪声的情况下,该扰动观测器依旧能够获得较为理想的去耦性能。