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弹用电动舵机的混合H_2/H_∞控制器设计

1 引 言舵机系统是导弹飞行控制系统不可缺少的关键组成部分,舵机的性能直接影响着导弹的机动性能。根据动力源的不同,常用的舵机系统可分为气动舵机、液压舵机及电动舵机等。与气动及液压舵机相比,电动舵机(EMA)具有结构简单、加工装配容易、线路铺设、制造维修及改装方便等特点,且易实现余度控制,可靠性高[1],因而在导弹、联合制导弹药(JDAM)及其他先进飞行器中得到越来越广泛的应用,已成为各国空军研究的重要课题之一[2,3]。另一方面,电动舵机的输出力是由电磁场的电磁作用形成,刚度比液压系统差,受负载变化及外部扰动的影响大,从而影响其响应速度及控制精度。因此,要保证电动舵机系统的鲁棒性以及对响应的快速性和精确性,控制器的设计是非常重要的。文中应用H2/H∞混合控制理论设计一个基于永磁同步电机(PMSM)的电动舵机的控制系统,目的是使系统在保性能前提下实现鲁棒稳定,对外界干扰和系统参数变化不敏感,提高系统刚度,实现了高精度的位置控制和大...  (本文共3页) 阅读全文>>

《西北工业大学学报》2004年05期
西北工业大学学报

直接驱动电动舵机的混合H_2/H_∞控制器设计

舵机系统是飞行自动控制系统不可缺少的关键组成部分 ,舵机的性能直接影响着飞行器的机动性能。与气动及液压舵机相比 ,电动舵机 ( EMA)具有结构简单、加工装配容易、线路铺设、制造维修及改装方便、易实现余度控制、可靠性高等特点[1] ,因而在多电飞机 ( MEA)、无人驾驶飞机 ( UAV)、导弹、联合制导攻击炸药 ( JDAM)及航天器等先进飞行器中得到越来越广泛的应用 ,已成为各国空军研究的重要课题之一 [2 ] 。文献 [3,4]分别研究了基于磁阻电机 ( SRM)及永磁无刷电机 ( PMBLM)的电动舵机及其控制系统。有限转角力矩电机 ( Limited AngleTorque Motor,LATM)是一种可在一定范围内直接驱动负载作快速运动和准确定位的伺服电机。作为无刷电机的一种特殊类型 ,LATM不仅具有无刷电机的惯量低、转速高、散热好、维护少及可靠性高等特点 ,而且无需电子换相装置 ,因而机构更简单。当作为舵机使用时...  (本文共4页) 阅读全文>>

《控制与决策》2017年05期
控制与决策

非线性系统的模糊混合H_2/H_∞采样控制

0引言模糊控制方法是一种处理非线性的系统控制方法理论,应用T-S模糊模型将非线性系统表征为一些简单线性子系统的加权和形式[1].该模型为非线性系统提供了一种固定结构,并且极大地方便了控制系统的分析和综合.因此,过去的十几年T-S模糊模型引起了学者的广泛关注,许多重要成果也被报道.在工程实践中,计算机通常作为数字控制器控制连续被控系统.数字计算机对连续测量信号进行采样和量化生成离散信号,然后采用零阶保持产生离散控制信号,因此在连续时间框架下包含连续时间信号和离散时间信号的控制系统称为采样控制系统.到目前为止,已有大量文献研究了模糊采样控制系统的分析和综合[2-9],所研究的控制问题包括稳定性分析问题[2]、镇定问题[3]、H∞控制问题[4-5]、H2保值控制问题[6-7]、跟踪控制问题[8]、滤波问题[9]等.H∞控制研究系统的抗干扰能力,所设计的控制器要使调节误差和外部扰动的抑制系数衰减到给定最低水平.H2控制是最优控制,所设计...  (本文共5页) 阅读全文>>

《电机与控制学报》2017年09期
电机与控制学报

风柴独立微电网频率H_2/H_∞优化控制研究

0引言孤立微电网是指具备独立运行功能的微电网,可以与常规电网并网运行,也可以独立运行[1]。微电网可以解决偏远地区、大电网灾变时的地方用电和战争情况下的军队用电,具有重要的战略意义[2-3]。微电网电压和频率的稳定是保障其正常运行的重要因素[4]。由于微电网自身容量小、惯性弱,当不确定的负荷和风能接入时,会导致微电网的输出功率具有波动性、随机性、间歇性等特点[5-6],这些因素将会引起微电网有功功率的不平衡,造成频率的大幅度偏移,甚至超出微电网安全稳定的运行范围。因此,在风能和其他一些不确定因素接入微电网时,为保障微电网的平稳运行必须采取适当的频率控制策略。近些年,通过降低新能源输出功率和采用控制方法抑制微电网频率偏差的研究已经取得明显的成果。文献[7]采用低频减载策略来控制微电网的频率;文献[8]采用主调频电源对孤岛运行微电网的频率进行二次调频,提高电能质量,避免了频率偏差对储能装置充放电的影响,同时也为微电网并网创造了条件。...  (本文共7页) 阅读全文>>

《动力学与控制学报》2008年02期
动力学与控制学报

考虑参数不确定性的主动悬架鲁棒H_2/H_∞混合控制

引言为了更好地改进车辆的操纵稳定性和行驶平顺性,近半个世纪以来智能悬架的研究和开发日益引起了人们广泛的兴趣.其主要思想是根据悬架系统的状况和当前路面激励,通过施加主动控制力,或者主动地调节悬架系统的刚度或阻尼系数,来实现操纵稳定性和行驶平顺性的提高.Yoshimura等[1]结合线性反馈控制和模糊控制,考虑悬架刚度和阻尼的非线性特性,对二分之一车辆模型进行了研究;文献[2~4]采用预瞄控制策略分别对主动和半主动悬架在连续或离散系统框架内进行了研究,说明若在车身前部安装路面位移传感器,可有效改善主动或半主动悬架的性能;史明光等[5]采用H∞控制方法进行电液主动悬架设计,通过选取适当的加权函数对系统的频域性能指标进行了整定;Chen和Guo[6]把轮胎动载荷、悬架动行程和所需控制力作为硬约束条件,提出了基于线性矩阵不等式优化技术的多目标控制策略.除此之外,在悬架设计中常用的控制策略还有神经网络控制[7],滑模控制[8],自适应控制[...  (本文共9页) 阅读全文>>

《信息与控制》2010年03期
信息与控制

具有时延的参数不确定主动悬架广义H_2/H_∞控制

1引言(Introduction)为了提高汽车悬架的性能,近年来主动悬架的研究引起了人们广泛的兴趣[l].在设计高端汽车主动悬架时,设计者所考虑的主要指标是平顺性和操纵稳定性.此外作动器所提供的主动力大小也有严格的指标限制.这些性能指标是相互制约和矛盾的.如何在凡个性能指标之间合理地取舍以达到最优的整体控制效果一直是主动悬架研究的一个重要课题.其中一类方法是对各性能指标的参数赋予不同的权值,然后构造并最小化一个目标函数,从而得到最优控制律冈.该类方法存在以下问题:在实际工程应用中权值的确定较为困难,需要做大量的调试工作,设计出的控制器也很难达到最优.另一类方法是设置多个性能指标函数,运用混合控制方法进行优化阳].这样做虽然在理论证明上有一定的难度,并且需要根据实际系统的需求来选择合适的性能指标函数,但其优势是不需要进行权值调试同时也更契合悬架设计的实际情况.随着高精度传感器技术的发展,汽车参数和运动状态的获取是较为容易实现的15...  (本文共7页) 阅读全文>>