常九健,倪田荣,梅 亮

(中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088)

0 引言

机载稳定平台可以搭载航空相机、合成孔径雷达等设备,广泛应用于军事、公安、消防、环境监控等领域[1]。由于机载稳定平台系统装载在飞机上,载机的姿态变化、振动和飞行中的风阻力矩会造成稳定平台伺服系统的速度波动,从而影响视轴指向不稳定,最终对观测设备的清晰成像产生显著影响[2]。因此在航空复杂气候环境条件下如何使稳定平台系统提高自身的抗干扰能力就显得非常重要。

传统的PI控制方式,鲁棒性较差,容易受到变化负载力矩的干扰[3]。滑动模态控制(SMC)具有鲁棒性、快速性和实现简单等优点。通过迫使系统结构在动态过程中作有目的的改变,使系统运动达到并保持在预定的滑模线上滑动,从而使系统对外部扰动、不确定因素、参数变化以及数学描述的不准确性具有不变性。SMC算法简单、易于工程实现,为复杂控制问题提供了一种很好的解决途径[4]。

本文的航空稳定平台采用永磁同步电机直接驱动的方式,首先建立永磁同步电机直接驱动的数学模型,然后对采用PI控制和滑模控制的试验系统进行仿真分析和实验测试。

1 PMSM的数学模型

为了简化分析,在建立永磁同步电动机数学模型时,作如下处理：(1)假设转子永磁磁场在气隙空间分布为正弦波,定子电枢绕组中的感应电动势也为正弦波;(2)忽略定子铁芯饱和,认为磁路为线性,电感参数不变;(3)不计铁芯涡流与磁滞损耗;(4)转子上无阻尼绕组[5-6]。……