连 捷, 姚晓先, 郭致远

(北京理工大学宇航学院, 北京 100081)

0 引 言

弹体滚转可改善导弹飞行的稳定性,增强系统对推力偏心和安装误差的鲁棒性[1]。应用双通道十字鸭舵布局控制具有更好的稳定性和控制效率[2-4]。旋转弹由于弹体绕纵轴旋转,因此其俯仰和偏航通道存在一定的耦合[5-6]。为消除耦合,需要进行解耦和对舵机进行补偿[7-11]。陈罗婧等计算舵机延迟对控制系统的影响,利用前馈补偿方法进行解耦[12],但此方法需要获取飞行速度、转速和高度等相关信息,难以实现工程应用;毕艳超等分析准弹体坐标系下舵机延迟特性,分析滞后角与对应相角之间的关系[13],但未提出补偿方案;于剑桥采用弹体滤波,由法向加速度延迟确定舵机延迟补偿时间[14],但只是从舵机自身角度出发,只考虑了舵机指令响应补偿,未考虑输入指令信号存在滞后的情况。因此,为了解决舵机控制滞后问题,实现更好的控制效果,需从整体角度出发,对舵机输入指令信号和指令响应信号两方面都进行分析。

本文以双通道旋转弹上的十字布局鸭舵为例,定义理想周期平均控制力和实际周期平均控制力的夹角为滞后角,建立控制模型,理论推导滞后角的计算公式。结合工程实际,从系统组成的角度出发分析指令的形成与传输过程和滞后存在的原因;提出舵机控制力延迟补偿时间的计算方法和滞后角补偿算法,对补偿结果进行了实验验证,为分析舵机控制滞后提供了研究方法和依据。……