导弹电液伺服机构的变论域自适应模糊滑模控制
摘 要:为减弱导弹电液伺服机构位置跟踪滑模控制(SMC)的抖振,提出了一种基于变论域自适应模糊滑模控制(AFSMC)方法。通过在线调节输入变量论域和规则后件隶属度函数,可在不影响滑模变结构控制鲁棒性的情况下有效削弱滑模切换控制产生的抖振。给出了相应的控制律。设计的控制系统具有良好的跟踪性能,提高了电液伺服机构的跟踪控制精度。仿真实验结果验证了该控制方案的有效性。
引言
作为导弹控制系统中的伺服系统,电液伺服机构提供作动导弹的操纵器(舵面或喷管)所需的力或力矩,其动态响应速度快、工作稳定可靠[1]。导弹飞行时,电液伺服机构的参数会随环境条件而变,且需克服操纵器各种力或力矩的影响,故该机构具有小阻尼、时变性和非线性等特点[2]。用经典控制方法的伺服机构难以获得优良的动态特性和稳态品质。通过控制器结构的调整和变化,滑模控制可有效控制具参数变化和外部扰动的被控制对象[3]。
因此,可将滑模控制引入电液伺服系统控制[4~8]。
但滑模控制中用于处理不确定项的切换控制会使系统产生抖振,且抖振幅度与系统参数变化的范围及外部扰动的幅值成比例。一般常用连续饱和非线性控制替代切换控制,使不连续切换控制光滑化而削弱抖振,然而系统的稳定性仅在临界层外才能保证[8]。文献[9、10]用模糊理论消除抖振,但建立精确的模糊规则不易,设计中需反复选择参数。为此,本文提出了一种变论域自适应模糊滑模控制方案。
4 结束语
针对导弹电液伺服机构的跟踪控制,本文提出了一种变论域自适应模糊滑模控制方法。在常规的滑模变结构控制中引入变论域自适应模糊控制,在线调节输入变量论域和规则后件隶属度函数,在不影响滑模变结构控制鲁棒性的情况下有效削弱滑模切换控制产生的抖振,同时系统具有良好的跟踪性能,可提高导弹电液伺服机构的跟踪精度。仿真结果表明,该方法对参数扰动及负载干扰具有较好的动态响应性能、较高的稳态控制精度和强鲁棒性,并能有效削弱滑模切换控制产生的抖振。
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