火箭助推无人机起飞段发射动力学建模与分析

为研究某无人机火箭助推发射起飞段的动力学特性,建立其发射动力学模型并进行仿真分析。依据某无人机发射运动的实际问题,建立无人机在导轨上运动阶段的发射动力学数学模型,推导其离轨发射运动方程组。然后利用Matlab软件分别取不同的导轨长度和发射倾角进行仿真计算,得到无人机离轨运动规律和离轨运动参数,并对无人机与箱体的安全让开距离进行分析。结果表明,无人机的离轨运动特性与滑轨长度和发射倾角有关,在一定的滑轨长度和发射倾角下无人机能够安全发射。     

火箭炮自动操瞄系统动态滑模控制

火箭炮自动操瞄系统包含俯仰/方位子系统,两子系统联动时存在轴间耦合非线性力矩,影响到系统的控制精度,甚至使得系统发散。针对上述特性,对系统进行输入输出解耦线性化,并在此基础上引入动态滑模控制方法,设计火箭炮操瞄系统位置控制器,实现火箭炮高精度操瞄。文中仿真对比了传统滑模与动态滑模控制方法的控制特性,结果表明,动态滑模控制方法优于传统滑模控制方法,能够高精度、快速平稳的实现自动跟踪。     

基于非奇异终端滑模观测器的火箭炮系统控制

针对火箭炮位置交流伺服系统转动惯量变化范围大,燃气流冲击力矩强等特点,建立发射动力学与电气耦合模型,研究火箭炮在伺服系统闭环状态下调炮、射击时位置控制系统控制特性。在系统位置控制中引入了非奇异终端滑模观测器,在火箭炮射击等情形下,对火箭炮系统外部干扰项进行估计,削弱控制量抖振,提高传统滑模控制方法对于外界干扰的鲁棒性。通过仿真计算与结果对比,所提控制方法鲁棒性强于传统滑模控制,控制精度优于PID控制。     

火箭炮自动操瞄控制系统建模与控制

火箭炮自动操瞄控制系统包含俯仰/方位两个子系统,两子系统联动时存在轴间耦合非线性关系,并且火箭炮发射时的动力学特性难于建立数学模型。针对上述特性,建立火箭炮自动操瞄控制系统电气模型与虚拟样机模型的耦合模型作为系统仿真的被控对象,并根据系统非线性动力模型对两轴非线性耦合关系进行解耦,进而在此基础上引入滑模控制方法,设计自动操瞄控制系统位置控制器。仿真研究了两轴联动时,两轴非线性耦合关系在解耦状态下的滑模控制特性,结果表明,俯仰/方位两轴非线性耦合关系解耦后进行滑模控制,具有较高的控制精度,对火箭弹发射时产生的力矩绕动具有更强的鲁棒性。     

交流位置伺服系统自适应模糊PID控制器设计

为实现机电伺服系统的高精度位置跟踪控制,针对实际系统运行过程中所存在的转动惯量和负载力矩变化大等各种不确定因素,提出了一种基于滑模面的自适应模糊PID策略。利用梯度下降法实时修正PID控制器的参数,使用模糊逻辑系统逼近系统中不确定量,以使控制器能根据伺服系统运行过程中的负载特性实时调整速度给定值,从而减小系统参数变化和外部干扰对伺服系统性能的影响,最后通过Lyapunov方法推导出了模糊补偿器中不确定参数的自适应律。仿真结果表明：该控制策略与传统PID控制相比具有系统跟踪误差小,响应速度快,跟踪性能好的优点,对参数摄动及外界负载扰动具有较强的鲁棒性。