黄立梅, 吴成富, 马松辉

(西北工业大学 无人机特种技术国家重点实验室, 陕西 西安 710065)

抑制飞控系统舵机间隙影响的非线性补偿器设计

黄立梅, 吴成富, 马松辉

(西北工业大学 无人机特种技术国家重点实验室, 陕西 西安 710065)

通过对舵机间隙非线性特性的分析和极限环的定义及产生条件的讨论,在飞控系统中采用非线性补偿的方法,设计了间隙补偿器,并介绍了其工程实现方法,进行了相应的数字仿真和半物理仿真试验以及试验结果的对比分析。结果表明,此方法有效地解决了飞控系统由于舵机间隙引起的超调与极限环振荡现象,使飞控系统对舵机的频率特性以及间隙各方面要求大大降低,其工程实现方法简单实用、普遍性较强,具有较高的工程应用价值。

飞控系统; 非线性; 间隙补偿; 极限环

引言

受设计、生产、加工等多个环节的影响,实际飞控系统的执行机构存在多种非线性环节,如死区、间隙、饱和等,而这些非线性常导致飞控系统产生稳态误差和极限环振荡。而且实际控制系统存在多级信号延时,此时较小的非线性也可能引起极限环振荡,对于自身稳定性较弱的飞行器,此种情况更易产生,因此必须解决非线性问题。目前,大多通过线性补偿以及参数调整的方法来抑制非线性影响[1-2],其效果有限。随着现代控制方法的发展,自适应、变结构、智能控制等也用来抑制非线性影响,但其控制方法相对复杂[3]。邱晓红等[4]针对不确定的非线性提出了仿线性元件的思想以实现期望的稳定裕度,针对确定的非线性,提出了非时变非线性可补的概念并做了简单试验,但并未涉及其工程实现。……