潘润超，李志刚，管佳伟

(南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094)

0 引言

弹丸协调臂作为弹药装填系统中不可或缺的一部分，其主要任务是接收从弹仓中选定的弹丸，从固定的起始位置起，根据控制器结合当前射角计算出的理想轨迹，携带弹丸快速稳定地绕火炮耳轴回转至炮尾的正后方，为后续的输弹动作提供前提条件。弹丸协调臂作为机械、液压、控制互相耦合的非线性电液伺服系统，工作过程中表现为一种高速重载的机械臂，与一般的机械产品相比，具有参数变化范围大、存在剧烈冲击振动、工作环境复杂多变等特点，因此要实现在运动过程中保持较高的动态精度与到位精度极具挑战性。

传统电液伺服系统控制方法常为根据机械结构部分和液压部分推导出系统的状态方程，然后基于数学模型去设计滑模控制器。但这样很容易忽略掉电液伺服系统中存在的参数不确定、外界干扰等问题。而在普通的滑模控制中，通常选择一个线性的滑动超平，使系统达到滑动模态以后，跟踪误差渐进收敛为0，并且渐进收敛速度可以通过选择滑模面参数调节矩阵任意调节。但无论怎样，状态和跟踪误差都不会在有限时间内收敛为0，且因为滑模控制率中切换项的存在，抖振问题也无法避免。许多学者[1-8]做了实验和研究，有效地解决了上述问题。

1 问题描述与动力学模型

1.1 弹丸协调臂机械部分动力学建模

弹丸协调臂电液伺服系统模型如图1所示。……