矢量推力机电作动控制系统优化方法研究

随着导弹、火箭等特殊飞行器的机动性需求日益提高,矢量推力控制技术变得十分重要。但矢量推力机电作动系统是高阶、大惯量对象,因此其控制器参数的整定较为困难,且整定效果往往不够理想。针对上述问题,考虑到粒子群优化(PSO)算法全局寻优能力强、算法简单、易于实现等特点,采用PSO算法来优化控制器参数(控制增益)。对典型的飞行器矢量推力机电作动系统进行了研究,并建立了其数学模型。将控制增益整定等效为优化问题,采用PSO算法优化控制器参数。对优化后的矢量推力机电作动控制系统进行仿真,结果表明,该闭环系统单位阶跃响应的调节时间小于1 s、超调量为0.505%,同时喷管转动可以快速且准确地跟踪位置指令信号。仿真结果表明,优化后的控制器对该作动系统的控制效果良好,也验证了应用PSO算法解决控制优化问题的可行性。