【摘要】：導彈武器是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中最新式的武器,是一個國家國防現(xiàn)代化的重要標志之一。而舵機系統(tǒng)是構成導彈控制系統(tǒng)的關鍵部分,它性能的好壞決定導彈性能和品質的高低。本文以某型號舵機系統(tǒng)作為研究的背景,對卡爾曼濾波變結構控制器和自適應卡爾曼濾波變結構控制器進行了研究,旨在改善電動舵機的快速性、抗干擾能力、魯棒性和實現(xiàn)導彈在未知復雜環(huán)境飛行中對指令信號的快速、準確、實時跟蹤。本文首先研究分析了電動舵機系統(tǒng)的工作原理,根據(jù)實際工程應用的要求,現(xiàn)有技術方案,及直流伺服電機、伺服放大驅動器、減速器、反饋電位器和控制器等環(huán)節(jié)結構原理,建立舵機系統(tǒng)的數(shù)學模型。其次,根據(jù)最新國內外在舵機系統(tǒng)控制器設計的研究,建立了基于指數(shù)趨近律的變結構控制器的模型。針對噪聲場合和未知的環(huán)境,本文研究了卡爾曼濾波算法與變結構控制器結合的卡爾曼濾波變結構控制器,并驗證了其既具有優(yōu)良的變結構控制器性能,又具備濾波的能力,明顯提高了舵機系統(tǒng)的魯棒性。另外,對于導彈在飛行過程中,隨機干擾可能發(fā)生變化及系統(tǒng)數(shù)學模型攝動,即R、Q或者A、H變化時,本文對自適應卡爾曼濾波變結構控制器進行了研究,驗證了其優(yōu)越的穩(wěn)定性及自適應性,顯著提高了舵機系統(tǒng)的適應性、魯棒性。最后,從舵機系統(tǒng)角度出發(fā),通過對傳統(tǒng)PID控制、模糊PID控制、變結構控制算法相互對比分析,研究結果表明:卡爾曼濾波變結構算法具有明顯地提高系統(tǒng)抗干擾能力,自適應卡爾曼濾波變結構算法不僅能有效的提高系統(tǒng)的抗干擾能力,而且更能在未知的復雜環(huán)境提高系統(tǒng)的適應性、穩(wěn)定性。
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TJ765

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本文編號：2772534