基于自适应控制的空气舵位置伺服系统研究

2020-03-13

液压与气动 2020年3期

(北京精密机电控制设备研究所, 北京 100076)

本研究以某飞行器空气舵位置伺服系统为研究对象，基于Popov超稳定性原理，设计模型参考自适应控制器，降低模型参数不确定性对系统控制性能的影响，提高空气舵位置伺服系统的定位精度和鲁棒性。

引言

空气舵位置伺服系统是导弹制导与控制系统的执行机构，通过带动舵面摆动实现弹体的姿态控制[1-2]。空气舵位置伺服系统按照能源分类，主要可分为液压伺服系统、气动伺服系统、机电伺服系统三大类。空气舵位置机电伺服系统是一个高阶、多变量、强耦合非线性系统，存在诸多不利于控制性能提高的因素，如摩擦力矩、电机力矩波动、驱动饱和、耦合力矩等，其数学模型非常复杂。因此，将经典控制理论和现代控制理论相结合，应用于高精度、快响应的位置伺服系统中，成为伺服领域研究人员的重要研究课题[3]。

针对位置伺服系统高精度非线性控制问题，国内外学者对其进行了研究，主要控制策略有：自抗扰控制[4]、模糊PID控制[5]、滑模控制[6]、自适应控制[7-10]等。其中，模型参考自适应控制(Model Reference Adaptive Control，MRAC)作为一种先进的控制策略，其应用由机械臂运动控制、船舶自动驾驶、飞行器控制等逐步扩展到电机的运动控制领域[8]。