基于擴張狀態(tài)觀測器的滾轉(zhuǎn)通道自動駕駛儀設(shè)計

王文麗++王黎

摘 要：在導(dǎo)彈飛行過程中，滾轉(zhuǎn)通道自動駕駛儀主要用于抑制彈體誘導(dǎo)滾轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生的干擾，對彈體偽滾轉(zhuǎn)角或滾轉(zhuǎn)角速度進行穩(wěn)定控制。由于一般戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈誘導(dǎo)滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)較小，根據(jù)風(fēng)洞試驗或CFD計算得到的誘導(dǎo)滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)存在較大誤差，無法準(zhǔn)確建模，導(dǎo)彈在實際飛行過程中，較大的誘導(dǎo)滾轉(zhuǎn)力矩將對彈體滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定控制造成較大影響，甚至導(dǎo)致彈體滾轉(zhuǎn)通道發(fā)散。文中提出了一種基于擴張狀態(tài)觀測器的滾轉(zhuǎn)通道自動駕駛儀設(shè)計方法，可以在導(dǎo)彈飛行過程中對滾轉(zhuǎn)通道干擾進行實時估計，并在滾轉(zhuǎn)舵偏中對滾轉(zhuǎn)誘導(dǎo)力矩進行補償，改善了彈體滾轉(zhuǎn)通道的穩(wěn)定控制性能。

關(guān)鍵詞：擴張狀態(tài)觀測器；滾轉(zhuǎn)通道；自動駕駛儀；穩(wěn)定控制

中圖分類號：TP39；TJ765 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）07-00-02

4 結(jié) 語

仿真分析表明擴張狀態(tài)觀測器能較好地對滾轉(zhuǎn)角、滾轉(zhuǎn)角速度和滾轉(zhuǎn)角加速度進行估計，收斂速度快，精度較高。

在彈體誘導(dǎo)滾轉(zhuǎn)力矩干擾存在時，基于擴張狀態(tài)觀測器的自動駕駛儀的滾轉(zhuǎn)角速度和滾轉(zhuǎn)角收斂速度快于經(jīng)典自動駕駛儀仿真結(jié)果。

基于擴張狀態(tài)觀測器的自動駕駛儀能較好地抑制彈體誘導(dǎo)滾轉(zhuǎn)力矩干擾，在此駕駛儀狀態(tài)下仿真得到的滾轉(zhuǎn)角速度振蕩幅值遠小于經(jīng)典自動駕駛儀仿真結(jié)果；同時滾轉(zhuǎn)角誤差控制也遠小于經(jīng)典自動駕駛儀仿真結(jié)果。即基于擴張觀測器的滾轉(zhuǎn)通道駕駛儀控制效果優(yōu)于一般的經(jīng)典自動駕駛儀。

參考文獻

[1]錢學(xué)森，宋健.工程控制論[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

[2]韓京清.自抗擾控制技術(shù)[J].前沿科學(xué)，2007（1）：25-32.

[3]楊軍，楊晨，段朝陽.現(xiàn)代導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：航空工業(yè)出版社，2005.

[4]黃一，張文革.自抗擾控制器的發(fā)展[J].控制理論與應(yīng)用，2002，19（4）：485-492.

[5]韓京清.從PID技術(shù)到自抗擾控制技術(shù)[J].控制工程，2002，9（13）：13-18.

[6]楊軍，楊晨，段朝陽.現(xiàn)代導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：航空工業(yè)出版社，2005.

[7]陳磊，劉永善.導(dǎo)彈滾轉(zhuǎn)自動駕駛儀設(shè)計與仿真[J].重慶三峽學(xué)院學(xué)報，2012（3）：72-76.

[8]李彤，張士峰，楊華波，等.基于擴張狀態(tài)觀測器的小型固體火箭控制系統(tǒng)設(shè)計與驗證[J].固體火箭技術(shù)，2014（6）：749-755.