基于改进型前馈控制的轻型高炮随动控制策略研究

针对轻型高炮连续射击过程中车体姿态快速变化造成的随动控制精度降低的问题,提出一种基于改进型前馈控制的轻型高炮随动系统控制策略。该策略基于传统的火炮前馈控制模型,利用ARMA模型对前馈补偿量进行预测,提前给定随动位置指令,加快响应速度,补偿由于时滞和车体姿态快速变化等因素造成的前馈控制效果不足,提高控制精度。仿真和试验结果表明,在不增加传感器的前提下,基于改进型前馈控制的火炮随动系统控制策略能够实现随动控制的快速稳定补偿,满足轻型高炮连发射击的精度要求。

无人战车火炮速度环自抗扰设计

科技的进步和发展正推动着无人战车向信息化、智能化、高机动性和高效率的方向前进。无人战车火炮在追求轻量化设计的同时存在传动刚度差的问题;行进间的姿态扰动、齿轮间隙以及系统结构传动的非线性因素会增加控制难度,严重影响火炮的调炮精度和稳定性;高精度的射击以及稳定性要求对无人战车火炮控制策略、控制精度以及抗扰能力提出考验。根据火炮随动系统基本原理建立随动系统动力学模型,在研究PID控制算法、复合内模控制算法以及自抗扰控制算法的控制精度以及抗扰能力并进行仿真对比的基础上,设计速度环自抗扰控制器,研究多种扰动信号下自抗扰控制的扰动抑制能力,配置参数进行仿真验证。结果表明所设计的速度环自抗扰控制器能够有效地对扰动总体进行观测,并对扰动进行补偿,提高火炮随动系统的扰动抑制能力,从而实现了无人战车火炮随动系统的高精度、高鲁棒性。

RLPG电液定量伺服加注系统设计与仿真研究

为了实现RLPG的液体发射药自动加注,设计了其电液定量伺服加注系统。通过控制阀控定量缸中活塞位移实时调整无杆腔中发射药量,实际应用过程中,定量过程与复位过程、火炮发射过程无冲,可并行工作。针对电液伺服系统模型不确定性、非线性的特点,建立了其状态空间模型。为了改善滑模变结构控制的抖振现象,设计了该系统的模糊滑模变结构控制器。搭建了AMESim/Simulink联合仿真平台,在不同装药量下对系统进行仿真分析,结果表明,定量过程所需时间比RLPG发射时间与变装药活塞复位时间之和小得多,加注0.6283 L液体发射药共需0.95 s;随着装药量增加,系统定量精度有所下降,但均保持在99.85%以上。

采用电动缸的火炮随动系统位置控制研究

针对电动缸带来的速比非线性导致随动系统快速性和精度之间难以匹配,建立了火炮身管的运动学模型和动力学模型,提出了一种变系数误差平方根和带前馈的PID分段控制策略,利用火炮身管的运动学模型和动力学模型计算误差平方根的控制系数,将该控制方法应用于随动系统的位置控制器设计中。实验结果表明:变系数误差平方根和带前馈的PID分段控制策略对于采用电动缸作为传动机构的火炮随动系统,能够获得较高的定位精度和跟踪精度,系统快速性好,超调量小,具有工程实用性。

基于定量反馈理论的火炮随动系统鲁棒控制研究

针对火炮随动系统由于参数摄动及非线性扰动等因素导致控制精度不高的现象,提出一种基于定量反馈理论(QFT)的火炮随动系统鲁棒控制策略。在建立带有不确定参数的火炮随动系统模型的基础上,以某火炮随动系统为例,利用回路整形法设计控制器,分析验证该控制器作用下系统稳定性、跟踪性及鲁棒性,并研究带有参数摄动、输出扰动等情况下系统的时域响应。研究结果表明,所设计的QFT鲁棒控制器能够满足火炮随动系统性能指标要求,有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能,证明了该方法的有效性。

基于模糊PID的焊枪伺服控制系统研究

针对钛及稀有金属真空等离子焊接生产特点和焊接工艺对焊枪位置与速度的高精度要求,提出了基于模糊PID控制策略的焊枪伺服控制系统.该系统由上位计算机、下位PLC、交流伺服控制器、弧压传感器和图像传感器构成,采用模糊PID的控制策略实现对焊枪位置和速度全过程优化控制.系统运行结果表明,采用模糊PID控制算法能够改善焊缝质量,提高焊接生产效率,在钛及稀有金属加工领域具有广泛的应用前景.

基于伺服焊枪的电阻点焊质量在线检测设计

主要论述使用伺服焊枪来实现点焊质量在线检测的功能。点焊过程中,利用伺服电机的位置环来实现电极位置和压力控制,同时,从伺服编码器中在线提取焊点压痕,来进行点焊质量在线评价。最后通过实验验证了这一方法的可行性。

车载火炮角度伺服控制系统设计

由于受总体技术水平的制约,火控系统的总体性能欠佳。如在恶劣路面、高行驶车速下的命中率等方面都与国外有较大差距,特别是对火炮随动系统数字化的要求。针对这些情况,提出了一种基于单片机的直流PWM伺服控制方法。首先依据要求的调炮反应时间和调炮加速度,推算出直流电机的各项参数,对各个设备建立数学模型,然后运用经典控制理论,分析频域和时域响应后,确定用串联领先网络的方法校正。从最后得出的结果看出具有很好的动静态性能,且这种设计具有很好的通用性能,可以移植到其他相似的系统中。

坦克炮控伺服系统未知摩擦的自适应补偿控制

摩擦的存在导致坦克炮控系统出现低速爬行等现象,使系统性能变差。针对该系统,提出未知摩擦的自适应补偿控制。更具一般性的未知摩擦及系统的参数不确定性使得对摩擦的自适应补偿变的非常困难。在控制器设计中,通过精确估计摩擦及系统中的未知参数、观测摩擦内动态对其进行补偿,从而避免了由于简单地把摩擦看成外界扰动进行补偿所造成的系统性能的损失。同时全面考虑了系统的不确定性和外界扰动,使得控制器有较强的抗干扰性。

基于LABVIEW的坦克炮伺服控制系统测试平台研究

针对坦克炮伺服控制系统中存在环境干扰、被控对象内部参数不确定性的问题,研发了一套坦克炮伺服控制测试平台。描述了该测试平台的工作原理和系统结构,设计以火控计算机、数据采集卡为系统核心的电流环、速度环、位置环三闭环控制系统,采用神经网络PID控制算法对参数进行实时整定,利用LABVIEW软件实现上位机的数据采集、各模块通信与神经网络PID控制,并进行了测试实验。实验结果表明:该测试平台能满足坦克炮伺服控制系统测试要求。该系统具有较强的适应性和鲁棒性。

改进火炮拖动随动系统跟随特性的方法

为了提高火炮拖动随动系统跟随误差精度,在三环伺服控制系统的基础上,提出了一种经典控制和智能控制相结合的方法。利用误差补偿的思想,在位置环采用前馈校正和超前校正的复合控制。采用模糊PI参数自整定控制的思想,在速度环上设计了智能模糊控制器。仿真结果表明,与PID控制系统相比较,系统的动态误差精度从10-3提高到10-4,明显地增强了火炮拖动随动系统的动态跟随特性,并使系统具有较强的鲁棒性。

火箭炮伺服系统的模糊内模控制

为了实现某交流伺服系统的高精度位置跟踪控制,针对实际系统中所存在的转动惯量和负载力矩变化大、冲击力矩强等各种不确定因素,根据内模控制在控制系统稳定性和鲁棒性理论分析方面的优势,采用内模控制可以提高控制器的设计水平,因此提出了一种内模控制方法。但是这种方法对模型的依赖性较大,因此结合模糊控制的优点,提出了一种模糊内模控制方法。仿真结果表明,与传统P ID控制相比,该控制方法可以提高伺服系统的动、静态特性,使整个系统获得较好的性能。

伺服焊枪点焊PLC控制系统设计

基于PLC控制器设计了一套伺服焊枪点焊控制系统,该系统集成了伺服焊枪和焊接控制器等设备。焊接过程中,电极定位利用伺服电机的位置环来实现,电极力则通过采集安装在电极杆上的LoadCell压力传感器的反馈压力信号来进行闭环控制,与焊接控制器的通讯则由系统的I/O模块来完成。试验表明,该伺服焊枪系统在焊接过程中电极定位迅速、电极力稳定,并能够有效地提高焊接质量,减少焊接喷溅,延长电极寿命。

某链式炮随动控制器设计与实现

链式炮随动系统要求控制器具有高实时性和稳定性,设计一种基于双DSP架构的随动控制器,采用并行处理软件提高系统实时性。针对指标对伺服系统性能要求,采用非线性前馈速度控制器控制随动系统,试验效果证明性能有较大提高。

预测函数控制及其在火箭炮控制系统中的应用

基于预测函数控制原理,推导了一阶纯滞后系统的预测函数控制算法。结合火箭炮控制的特点,提出了一种PFC-PID串级透明控制策略,通过内环PID控制来提高抗干扰性,调节PID参数拟合其成为一阶加纯滞后系统,作为外环PFC控制的广义对象,外环采用预测函数控制来获得良好的跟踪性能和强鲁棒性。通过仿真验证了该方法具有良好的鲁棒性和抗干扰能力。

坦克炮控伺服系统的滑模非线性摩擦补偿控制

坦克炮控伺服系统存在低速摩擦,摩擦环节不但造成系统的稳态误差,而且导致极限环振荡、低速爬行等现象。提出基于Lyapunov稳定理论的滑模控制方法,通过Lyapunov稳定理论获得控制量,同时克服参数不确定性和补偿非线性摩擦力矩,从而保证跟踪误差渐进收敛。仿真结果表明该设计方法大大优于经典设计,为炮控伺服系统实际设计提供了一种可行的新方法。

火控仿真器设计及关键技术分析

针对火炮随动系统在武器系统中的主要用途,及其设计定型试验对火控仿真器的要求,根据CAN总线的数字式火控仿真器的系统组成及工作原理,分析了火控仿真器硬件设计的特性,利用CAN总线分布式测量控制技术,解决火炮随动系统定型试验中存在的控制设备通用性以及射击试验安全性的技术难题;重点研究了引导函数、正弦控制信号和航路仿真信号的建模方法,给出了基于正弦函数和三次样条函数的引导函数数学模型,经仿真计算,解决了随动系统跟踪不平稳和跟踪误差过大等问题。

坦克炮控伺服系统的模糊滑模变结构控制

针对坦克炮控伺服系统这一类非线性和不确定性的复杂控制对象,提出一种模糊滑模控制方法。该方法将滑模控制与模糊逻辑相结合,采用滑模开关函数作为输入组成模糊逻辑推理器,它的输出用以在线调整模糊控制器的输出增益,解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。从理论上证明了滑动平面的稳定性,并且通过仿真验证了该结果。仿真结果表明该设计方法大大优于经典设计,为炮控伺服系统实际设计提供了一种可行的新方法。

侵入和不变流型的坦克炮控伺服系统研究

针对坦克炮控系统未知齿隙及摩擦,设计了基于性能的新型控制器。提出了基于侵入和不变流型(I&I)的未知参数估计率的构造方法,使调节函数的选取及I&I估计率的设计变得直接简便。由于未知齿隙及摩擦被充分的描述成有界扰动与非线性动态项的组合,从而避免了将其简单的考虑成"总扰动"所造成的被控系统性能的损失。该控制器可有效抑制负载扰动及参数变化所带来的影响.同时通过快速准确的估计系统参数实现了对指令信号快速精确的跟踪。

舰炮随动系统负载仿真研究与实现

在计算多种条件下作用于舰炮随动系统执行电机轴上负载变量的基础上,利用 KOLLMORGEN公司黄金系列全数字交流伺服系统作为舰炮随动系统的负载参数模拟系统,分析了系统工作原理及编程方法,实现了舰炮负载参数的半实物仿真。