单轴稳定平台滑模变结构伺服控制研究.pdf

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1、触持电棚20】4年第42卷第4期驱动攀⋯⋯⋯⋯～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯---⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一0⋯⋯单轴稳定平台滑模变结构伺服控制研究刘二豪，林辉，龙蛟(西北工业大学，西安710129)摘要：单轴稳定平台能够有效地隔离载体的扰动，使安装在平台上的装置精确保持动态基准，以达到控制系统期望的姿态。针对稳定平台伺服系统中负载转矩和载体滚转角速度的变化，依据滑模变结构控制(SMC)理论，提出一种单轴稳定平台永磁同步电动机滑模变结构控制方法。仿真和实验通过对比经典的PID控制器和滑模变结构控制器，表明该控制方案比经典PID控制在负载转矩和载体滚转角速度的发生变化时动态控制性能提高

2、20％、稳态控制性能提高50％，提高了系统响应的稳定性、鲁棒性和白适应性。关键词：单轴稳定平台；滑模变结构控制；永磁同步电动机；PID控制中图分类号：TM351；TM341文献标志码：A文章编号：1004-7018(2014)04-0061-03TheResearchofSlidingModeVariableStructureServoControlforSingle-AxisStabilizedPlatformLIUEr—haoLlNHui．LONGJiao(NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710129，China)Abstract：Asth

3、esingle-axisstabilizedplatformcanisolatemotionofloads，accuratelykeepsdynamicbenchmarkoftheplatform，SOthatitcanmaketheequipmentwhichisfixedontheplatformkeepadesiredattitude．Becausethestabi—lizedplatformservosystemcontainedtheproblemofnonlinearityandparameteruncertainty，asingleaxisstabilizedplatformsl

4、idingmodevariablestructurecontrolmethodforpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)wasputforwardonthebasisofslidingmodevariablestructurecontrol(SMC)theory．SimulationandexperimentresuhsbycomparingtheclassicalPIDcontrollerandtheslidingmodevariablestructurecontrollershowthattheproposedcontrolschememakesthe

5、dynamiccontrolperformanceincreasingby20％andthesteadystatecontrolperformanceincreasingby40％．whichimprovesthesta—bility，robustnessandadaptivityofsystemresponse．Keywords：single-axisstabilizedplatform；slidingmodevariablestructurecontrol(SMC)；permanentmagnetsynchro—nousmotor(PMSM)：PIDcon!rol滑模变结构控制系统的稳定性

6、与外界干扰和参0引言数扰动无关，并且在工程上易于实现，这使滑模变结单轴稳定平台能够有效地隔离载体运动，利用构控制得到许多学者的重视。在机电伺服控制系统伺服电动机产生稳定力矩来平衡载体运动所产生的中，将位置和速度环进行一体化滑模变结构控制器干扰力矩，阻止安装在平台上的设备因载体运动产设计，可以提高系统的抗扰动能力。刘二豪，等单生抖动或滚动姿态发生变化卜引。由于支撑轴的摩文献[5—7]将滑模控制引入到PMSM伺服控制擦力和不均匀的负载，会使系统的干扰力矩和滚转系统中，验证了滑模控制方案的可行性；文献[8]以角速度的发生变化，这都会使稳定平台发生抖动，使挠性陀螺为惯性传感器的双轴陀螺稳定平台，分析系

7、统的控制性能变差。了影响平台稳定精度的因素，使用滑模变结构解决文献[3—4]采用PID控制永磁同步电动机(以稳定角度无静差的问题；文献[9]通过对比PID控下简称PMSM)驱动单轴稳定平台，实现了稳定平台制、模糊控制、滑模变结构控制和自抗扰控制，对提的反伺服控制。然而PID控制下的单轴稳定平台伺高平台稳态精度提供了可行的方法，但并未进行仿服系统，其性能易受干扰力矩和滚转角速度的影响，真和实验验证；