衛(wèi)星光通信粗瞄系統(tǒng)雙繞組電機(jī)模糊滑?？刂?/h1>
2013-07-06 13:03:42陳興林
黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào) 2013年1期
陳興林，崔 寧，王 巖
（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院，哈爾濱 150006）
0 引 言
衛(wèi)星光通信作為新興的通信手段，以激光作為載波傳遞信息，能夠滿足大容量、高速率的數(shù)據(jù)傳輸要求，便于實(shí)現(xiàn)通信終端的小型化，是構(gòu)建未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。在光通信系統(tǒng)中，捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤（PAT）技術(shù)是關(guān)系到通信鏈路建立和保持的關(guān)鍵技術(shù)，而粗瞄系統(tǒng)正是完成PAT任務(wù)的核心部分[1－2]。伺服控制電機(jī)是粗瞄系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的可靠性對(duì)整個(gè)衛(wèi)星激光通信終端極其重要，控制電機(jī)一旦發(fā)生致命故障，整個(gè)通信終端就將毀掉。無(wú)刷直流電機(jī)故障易發(fā)部位主要位于驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和電樞繞組中，為了提高電動(dòng)機(jī)的可靠性，電機(jī)專家做了各種嘗試。針對(duì)這些常見(jiàn)故障，雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)被適時(shí)提出，它是對(duì)可靠性薄弱部件引入余度結(jié)構(gòu)，以此來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。這種結(jié)構(gòu)可以使電機(jī)正常工作時(shí)，采用雙通道驅(qū)動(dòng)模式，電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，也能夠工作在單通道驅(qū)動(dòng)模式，因此顯著提高系統(tǒng)的可靠性[3－4]。粗瞄終端將給系統(tǒng)引入軸承摩擦，并且粗瞄終端口徑較大，摩擦力矩干擾明顯，是影響系統(tǒng)控制精度的主要干擾源，克服和抑制它對(duì)系統(tǒng)的影響也是控制器設(shè)計(jì)中著重要考慮的問(wèn)題[5－6]。
1 雙通道無(wú)刷直流電機(jī)模型
雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)極大地提高控制電機(jī)工作的可靠性，它的具體結(jié)構(gòu)是在電動(dòng)機(jī)定子上安裝兩套星型連接的三相集中繞組，兩套繞組互差30電角度。
如果兩組功率放大電路的電源和驅(qū)動(dòng)控制電路獨(dú)立，就可以實(shí)現(xiàn)真正的雙余度控制。這時(shí)如果流過(guò)兩套繞組的電流相同，那么每套繞組產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的1／2。
粗瞄控制系統(tǒng)采用完全雙余度的控制策略，即電機(jī)正常工作時(shí)，兩套繞組同時(shí)輸出電磁轉(zhuǎn)矩，電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，未出現(xiàn)故障繞組可以繼續(xù)工作，電機(jī)容錯(cuò)運(yùn)行。雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是兩組PWM逆變電路和兩套電樞繞組，雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖見(jiàn)圖1，其狀態(tài)方程為：
其中m0＝L2－M2；J為電機(jī)轉(zhuǎn)子及負(fù)載等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Ke為反電勢(shì)系數(shù)；Us為相電壓矢量；Is為相電流矢量；B為電機(jī)等效粘滯阻尼系數(shù)；is1、is2為兩套繞組正向通電的相電流；Us1、Us2為功放電流直流母線電壓；M為繞組相互之間的互感；L為電感系數(shù)；R為各相等效內(nèi)阻；ω為電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度。
圖1 雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)原理圖Fig.1 Schematic of brushless electric motor with dual channels
由式（1）容易得到電動(dòng)機(jī)單通道工作模式下的數(shù)學(xué)模型為：
觀察式（1）和式（2）可見(jiàn)，電動(dòng)機(jī)故障運(yùn)行模式時(shí)，繞組相互之間的互感消失，電動(dòng)機(jī)的反饋矩陣和輸入矩陣都發(fā)生變化。
2 伺服系統(tǒng)摩擦模型描述
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的干擾力矩是控制系統(tǒng)產(chǎn)生誤差的主要原因。在各種干擾力矩中，尤其是低速情況下，摩擦力矩是造成轉(zhuǎn)子靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)跟蹤誤差的主要因素，甚至影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。按照電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子速度的不同，可以把摩擦分為4部分：靜摩擦區(qū)、邊界潤(rùn)滑區(qū)、部分液體潤(rùn)滑區(qū)和全液體潤(rùn)滑區(qū)。在已提出的摩擦模型中，以Stribeck曲線是最為著名[7]，Stribeck模型曲線見(jiàn)圖2。
圖2 Stribeck摩擦模型曲線Fig.2 Curve of stribeck friction model
式中F（t）為電磁轉(zhuǎn)矩；Fm為最大靜摩擦力；Fc為庫(kù)倫摩擦力；（t）為電機(jī)角速度；α、α1為非常小的正常數(shù)。
3 滑?？刂破髟O(shè)計(jì)
將粗瞄控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為三環(huán)控制模型，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，中環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)。電流調(diào)節(jié)器是用傳統(tǒng)的PI控制，本文不再詳述。速度調(diào)節(jié)器和位置調(diào)節(jié)器是用模糊滑?？刂圃O(shè)計(jì)。將電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在雙通道模式時(shí)，其狀態(tài)方程可簡(jiǎn)化為：
當(dāng)電動(dòng)機(jī)切換到單通道工作模式下時(shí)，其狀態(tài)方程可以簡(jiǎn)化為：
令x1（t）＝e＝θ－θ＊，x2（t）＝＝ω，式（5）和式（6）可以簡(jiǎn)化為：
由于粗瞄控制系統(tǒng)中引入了電流環(huán)，它能夠抑制電磁干擾及電機(jī)參數(shù)攝動(dòng)，因此控制電流變化很小，現(xiàn)假定≤0.1，即有：
下面求取模糊滑?？刂破髦械牡刃Э刂坪颓袚Q控制，首先選擇滑?？刂破鞯那袚Q函數(shù)為s（X）＝c1x1＋c2x2，求出模糊滑?？刂破鞯牡刃Э刂苪e為：
最后，求出模糊滑?？刂破鞯那袚Q控制us為：
利用求出的等效控制和切換控制，作為模糊滑?？刂破鞯目刂戚敵?，就能夠保證粗瞄控制系統(tǒng)的穩(wěn)定，但是它無(wú)法消除滑模控制引起的抖振現(xiàn)象。下面對(duì)粗瞄控制系統(tǒng)中引入模糊控制量，用來(lái)消除滑模控制中的抖振現(xiàn)象。
4 模糊控制器設(shè)計(jì)
由于滑?？刂戚敵霾贿B續(xù)，導(dǎo)致滑?？刂葡到y(tǒng)產(chǎn)生抖振現(xiàn)象，系統(tǒng)的參數(shù)攝動(dòng)范圍及外界干擾的大小決定了抖振的劇烈程度。抖振現(xiàn)象會(huì)影響控制系統(tǒng)的控制性能，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行[8]。本文在滑模切換控制的基礎(chǔ)上增加模糊控制，模糊控制能夠柔化輸出控制信號(hào)，即跳變的輸出控制信號(hào)連續(xù)化，削弱或者避免一般的抖振現(xiàn)象。模糊滑?？刂浦邪亚袚Q函數(shù)s（x）及其導(dǎo)數(shù)（x）作為模糊控制器的輸入，把模糊控制器輸出uf作為電機(jī)控制量進(jìn)行輸出。
表1給出了完整的模糊控制規(guī)則表，根據(jù)系統(tǒng)距滑模面S的偏差及偏差變化率的模糊輸入值E和EC，經(jīng)過(guò)模糊推理后，得到一維模糊控制量U，解模糊化采用重心法，即以隸屬度作為加權(quán)系數(shù)計(jì)算得到加權(quán)平均值，且把它作為控制輸出的精確量。系統(tǒng)控制過(guò)程中，采用模糊化因子Ke、Kec將測(cè)得的偏差和偏差變化率由實(shí)際論域轉(zhuǎn)化到模糊集論域內(nèi)，采用清晰化因子Ku將模糊輸出轉(zhuǎn)化為實(shí)際控制量輸出。
表1 模糊控制規(guī)則表Table1 Fuzzy control rule table
5 模糊滑?？刂品抡娣治?/h2>
利用matlab的simulink工具箱，將滑?？刂坪湍：刂葡嘟Y(jié)合，對(duì)雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)建立模糊滑?？刂七M(jìn)行仿真，分別對(duì)雙通道和單通道兩種工作方式下對(duì)粗瞄控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。
圖3（a）和圖3（b）分別表示雙通道工作模式下粗瞄控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線及階躍響應(yīng)誤差曲線。圖4（a）和圖4（b）分別表示單通道工作模式下粗瞄控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線及階躍響應(yīng)誤差曲線。觀察圖3和圖4，雙通道工作模式下粗瞄控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間是0.16s，單通道工作模式下粗瞄控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間是0.18s，可以發(fā)現(xiàn)單通道工作模式下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變化很小。這說(shuō)明模糊滑?？刂破黥敯粜暂^好，能夠保證電動(dòng)機(jī)工作模式切換后，維持系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行。
圖3 雙通道工作模式下階躍響應(yīng)仿真曲線Fig.3 Simulation curve of step response on Dual channel mode
摩擦干擾對(duì)粗瞄控制系統(tǒng)的精度影響很大，利用本文求得的模糊滑?？刂扑惴ǎ陔p通道工作方式下，對(duì)含摩擦環(huán)節(jié)和不含摩擦環(huán)節(jié)的粗瞄控制進(jìn)行位置跟蹤仿真，圖5（a）和圖5（b）分別表示不含摩擦環(huán)節(jié)時(shí)粗瞄控制系統(tǒng)的位置跟蹤曲線及位置跟蹤誤差曲線，圖6（a）和圖6（b）分別表示含摩擦環(huán)節(jié)時(shí)粗瞄控制系統(tǒng)的位置跟蹤曲線及位置跟蹤誤差曲線。
觀察圖5，0.18s之后，粗瞄控制系統(tǒng)的跟蹤誤差降為1urad以內(nèi)，系統(tǒng)跟蹤精度較好，在0.18s內(nèi)系統(tǒng)的最大跟蹤誤差為7urad；觀察圖6，0.18s之后，粗瞄控制系統(tǒng)的跟蹤誤差降為1 urad以內(nèi)，系統(tǒng)跟蹤精度較好，在0.18s內(nèi)系統(tǒng)的最大跟蹤誤差為12urad。比較圖5和圖6，0.18s之后，系統(tǒng)的跟蹤誤差幾乎相同，只是在0.18s內(nèi)含摩擦環(huán)節(jié)時(shí)的系統(tǒng)跟蹤最大誤差曲線要比不含摩擦環(huán)節(jié)系統(tǒng)跟蹤最大誤差大5urad。這表明模糊滑?？刂扑惴▽?duì)摩擦干擾的抑制能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快，系統(tǒng)控制精度高，完全可以滿足粗瞄控制系統(tǒng)的要求。
6 結(jié) 論
本文根據(jù)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出用雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)作為控制電機(jī)，為其建立數(shù)學(xué)模型，并基于模糊滑?？刂撇呗詫?duì)控制系統(tǒng)做了仿真。用模糊滑?？刂破骺刂齐p通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)了穩(wěn)定可靠的模糊滑?？刂破鳎种瓶刂葡到y(tǒng)電機(jī)參數(shù)的劇烈攝動(dòng)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定。分別對(duì)雙通道和單通道工作模式進(jìn)行了對(duì)比分析，其階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間分別為0.16s和0.18s，系統(tǒng)在單雙通道工作時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)變化小，魯棒性較好。又對(duì)雙通道工作模式下有無(wú)摩擦環(huán)節(jié)的情況進(jìn)行了對(duì)比分析，含摩擦環(huán)節(jié)時(shí)的系統(tǒng)跟蹤最大跟蹤誤差只比不含摩擦環(huán)節(jié)系統(tǒng)最大跟蹤誤差大5 urad，表明該算法抑制干擾能力強(qiáng)，并且滿足控制系統(tǒng)精度要求，適合在空間環(huán)境中工作。
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1 雙通道無(wú)刷直流電機(jī)模型
雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)極大地提高控制電機(jī)工作的可靠性，它的具體結(jié)構(gòu)是在電動(dòng)機(jī)定子上安裝兩套星型連接的三相集中繞組，兩套繞組互差30電角度。
如果兩組功率放大電路的電源和驅(qū)動(dòng)控制電路獨(dú)立，就可以實(shí)現(xiàn)真正的雙余度控制。這時(shí)如果流過(guò)兩套繞組的電流相同，那么每套繞組產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩是電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的1／2。
粗瞄控制系統(tǒng)采用完全雙余度的控制策略，即電機(jī)正常工作時(shí)，兩套繞組同時(shí)輸出電磁轉(zhuǎn)矩，電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，未出現(xiàn)故障繞組可以繼續(xù)工作，電機(jī)容錯(cuò)運(yùn)行。雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是兩組PWM逆變電路和兩套電樞繞組，雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖見(jiàn)圖1，其狀態(tài)方程為：
其中m0＝L2－M2；J為電機(jī)轉(zhuǎn)子及負(fù)載等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；Ke為反電勢(shì)系數(shù)；Us為相電壓矢量；Is為相電流矢量；B為電機(jī)等效粘滯阻尼系數(shù)；is1、is2為兩套繞組正向通電的相電流；Us1、Us2為功放電流直流母線電壓；M為繞組相互之間的互感；L為電感系數(shù)；R為各相等效內(nèi)阻；ω為電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度。
圖1 雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)原理圖Fig.1 Schematic of brushless electric motor with dual channels
由式（1）容易得到電動(dòng)機(jī)單通道工作模式下的數(shù)學(xué)模型為：
觀察式（1）和式（2）可見(jiàn)，電動(dòng)機(jī)故障運(yùn)行模式時(shí)，繞組相互之間的互感消失，電動(dòng)機(jī)的反饋矩陣和輸入矩陣都發(fā)生變化。
2 伺服系統(tǒng)摩擦模型描述
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的干擾力矩是控制系統(tǒng)產(chǎn)生誤差的主要原因。在各種干擾力矩中，尤其是低速情況下，摩擦力矩是造成轉(zhuǎn)子靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)跟蹤誤差的主要因素，甚至影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。按照電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子速度的不同，可以把摩擦分為4部分：靜摩擦區(qū)、邊界潤(rùn)滑區(qū)、部分液體潤(rùn)滑區(qū)和全液體潤(rùn)滑區(qū)。在已提出的摩擦模型中，以Stribeck曲線是最為著名[7]，Stribeck模型曲線見(jiàn)圖2。
圖2 Stribeck摩擦模型曲線Fig.2 Curve of stribeck friction model
式中F（t）為電磁轉(zhuǎn)矩；Fm為最大靜摩擦力；Fc為庫(kù)倫摩擦力；（t）為電機(jī)角速度；α、α1為非常小的正常數(shù)。
3 滑?？刂破髟O(shè)計(jì)
將粗瞄控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為三環(huán)控制模型，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，中環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)。電流調(diào)節(jié)器是用傳統(tǒng)的PI控制，本文不再詳述。速度調(diào)節(jié)器和位置調(diào)節(jié)器是用模糊滑?？刂圃O(shè)計(jì)。將電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在雙通道模式時(shí)，其狀態(tài)方程可簡(jiǎn)化為：
當(dāng)電動(dòng)機(jī)切換到單通道工作模式下時(shí)，其狀態(tài)方程可以簡(jiǎn)化為：
令x1（t）＝e＝θ－θ＊，x2（t）＝＝ω，式（5）和式（6）可以簡(jiǎn)化為：
由于粗瞄控制系統(tǒng)中引入了電流環(huán)，它能夠抑制電磁干擾及電機(jī)參數(shù)攝動(dòng)，因此控制電流變化很小，現(xiàn)假定≤0.1，即有：
下面求取模糊滑?？刂破髦械牡刃Э刂坪颓袚Q控制，首先選擇滑?？刂破鞯那袚Q函數(shù)為s（X）＝c1x1＋c2x2，求出模糊滑?？刂破鞯牡刃Э刂苪e為：
最后，求出模糊滑?？刂破鞯那袚Q控制us為：
利用求出的等效控制和切換控制，作為模糊滑?？刂破鞯目刂戚敵?，就能夠保證粗瞄控制系統(tǒng)的穩(wěn)定，但是它無(wú)法消除滑模控制引起的抖振現(xiàn)象。下面對(duì)粗瞄控制系統(tǒng)中引入模糊控制量，用來(lái)消除滑模控制中的抖振現(xiàn)象。
4 模糊控制器設(shè)計(jì)
由于滑?？刂戚敵霾贿B續(xù)，導(dǎo)致滑?？刂葡到y(tǒng)產(chǎn)生抖振現(xiàn)象，系統(tǒng)的參數(shù)攝動(dòng)范圍及外界干擾的大小決定了抖振的劇烈程度。抖振現(xiàn)象會(huì)影響控制系統(tǒng)的控制性能，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行[8]。本文在滑模切換控制的基礎(chǔ)上增加模糊控制，模糊控制能夠柔化輸出控制信號(hào)，即跳變的輸出控制信號(hào)連續(xù)化，削弱或者避免一般的抖振現(xiàn)象。模糊滑?？刂浦邪亚袚Q函數(shù)s（x）及其導(dǎo)數(shù)（x）作為模糊控制器的輸入，把模糊控制器輸出uf作為電機(jī)控制量進(jìn)行輸出。
表1給出了完整的模糊控制規(guī)則表，根據(jù)系統(tǒng)距滑模面S的偏差及偏差變化率的模糊輸入值E和EC，經(jīng)過(guò)模糊推理后，得到一維模糊控制量U，解模糊化采用重心法，即以隸屬度作為加權(quán)系數(shù)計(jì)算得到加權(quán)平均值，且把它作為控制輸出的精確量。系統(tǒng)控制過(guò)程中，采用模糊化因子Ke、Kec將測(cè)得的偏差和偏差變化率由實(shí)際論域轉(zhuǎn)化到模糊集論域內(nèi)，采用清晰化因子Ku將模糊輸出轉(zhuǎn)化為實(shí)際控制量輸出。
表1 模糊控制規(guī)則表Table1 Fuzzy control rule table
5 模糊滑?？刂品抡娣治?/h2>
利用matlab的simulink工具箱，將滑?？刂坪湍：刂葡嘟Y(jié)合，對(duì)雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)建立模糊滑?？刂七M(jìn)行仿真，分別對(duì)雙通道和單通道兩種工作方式下對(duì)粗瞄控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。
圖3（a）和圖3（b）分別表示雙通道工作模式下粗瞄控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線及階躍響應(yīng)誤差曲線。圖4（a）和圖4（b）分別表示單通道工作模式下粗瞄控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線及階躍響應(yīng)誤差曲線。觀察圖3和圖4，雙通道工作模式下粗瞄控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間是0.16s，單通道工作模式下粗瞄控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間是0.18s，可以發(fā)現(xiàn)單通道工作模式下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變化很小。這說(shuō)明模糊滑?？刂破黥敯粜暂^好，能夠保證電動(dòng)機(jī)工作模式切換后，維持系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行。
圖3 雙通道工作模式下階躍響應(yīng)仿真曲線Fig.3 Simulation curve of step response on Dual channel mode
摩擦干擾對(duì)粗瞄控制系統(tǒng)的精度影響很大，利用本文求得的模糊滑?？刂扑惴ǎ陔p通道工作方式下，對(duì)含摩擦環(huán)節(jié)和不含摩擦環(huán)節(jié)的粗瞄控制進(jìn)行位置跟蹤仿真，圖5（a）和圖5（b）分別表示不含摩擦環(huán)節(jié)時(shí)粗瞄控制系統(tǒng)的位置跟蹤曲線及位置跟蹤誤差曲線，圖6（a）和圖6（b）分別表示含摩擦環(huán)節(jié)時(shí)粗瞄控制系統(tǒng)的位置跟蹤曲線及位置跟蹤誤差曲線。
觀察圖5，0.18s之后，粗瞄控制系統(tǒng)的跟蹤誤差降為1urad以內(nèi)，系統(tǒng)跟蹤精度較好，在0.18s內(nèi)系統(tǒng)的最大跟蹤誤差為7urad；觀察圖6，0.18s之后，粗瞄控制系統(tǒng)的跟蹤誤差降為1 urad以內(nèi)，系統(tǒng)跟蹤精度較好，在0.18s內(nèi)系統(tǒng)的最大跟蹤誤差為12urad。比較圖5和圖6，0.18s之后，系統(tǒng)的跟蹤誤差幾乎相同，只是在0.18s內(nèi)含摩擦環(huán)節(jié)時(shí)的系統(tǒng)跟蹤最大誤差曲線要比不含摩擦環(huán)節(jié)系統(tǒng)跟蹤最大誤差大5urad。這表明模糊滑?？刂扑惴▽?duì)摩擦干擾的抑制能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快，系統(tǒng)控制精度高，完全可以滿足粗瞄控制系統(tǒng)的要求。
6 結(jié) 論
本文根據(jù)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出用雙通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)作為控制電機(jī)，為其建立數(shù)學(xué)模型，并基于模糊滑?？刂撇呗詫?duì)控制系統(tǒng)做了仿真。用模糊滑?？刂破骺刂齐p通道無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)了穩(wěn)定可靠的模糊滑?？刂破鳎种瓶刂葡到y(tǒng)電機(jī)參數(shù)的劇烈攝動(dòng)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定。分別對(duì)雙通道和單通道工作模式進(jìn)行了對(duì)比分析，其階躍響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間分別為0.16s和0.18s，系統(tǒng)在單雙通道工作時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)變化小，魯棒性較好。又對(duì)雙通道工作模式下有無(wú)摩擦環(huán)節(jié)的情況進(jìn)行了對(duì)比分析，含摩擦環(huán)節(jié)時(shí)的系統(tǒng)跟蹤最大跟蹤誤差只比不含摩擦環(huán)節(jié)系統(tǒng)最大跟蹤誤差大5 urad，表明該算法抑制干擾能力強(qiáng)，并且滿足控制系統(tǒng)精度要求，適合在空間環(huán)境中工作。
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