钱昌年 傅俊勇

上海航天控制技术研究所，上海200233

火箭伺服系统是火箭推力矢量控制系统的执行端，根据箭载计算机的控制指令改变发动机摆角，对火箭姿态进行调整。某新型大推力火箭发动机柔度大、谐振频率低，作为火箭伺服系统的负载，其谐振特性给伺服系统控制算法的设计带来了困难。具有低机械谐振频率的系统，工程中常使用陷波滤波器进行校正［1－2］，陷波滤波器在指定的频带产生幅值凹谷，从而抵消机械谐振。文献［3］针对某型号火箭伺服系统的低频谐振和2个谐振点问题设计了双陷波控制算法，消除了谐振的影响，但双陷波滤波器在抑制谐振峰与改善系统相位特性之间存在难以调和的矛盾，对系统相位特性的改善有限。

针对双陷波滤波器的不足，本文引入模糊控制的思想，设计了一种能够对系统频域特性进行补偿的模糊控制算法，有效改善了系统的相位特性，提升了系统频率特性。

1 问题描述

图1 某型火箭伺服系统半实物模拟试验台

某型火箭伺服系统如图1 所示，伺服机构采用铰链与发动机喷管和发动机常平座连接，发动机可以绕旋转中心自由摆动。在系统工作过程中，伺服机构接收指令改变作动筒伸缩量，驱动发动机改变喷管摆角，从而改变发动机推力方向以调整火箭姿态。

伺服系统的控制原理如图2 所示，线位移为机构作动筒的伸缩量，角位移为发动机摆角，线位移和角位移的测量位置见图1。……