基于双模糊控制器舰炮随动系统跟踪策略研究.pdf

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1、第!"卷第!期兵工学报-./0!"+.0!!##!年$月%&’%%()%)*+’%(,,)12!##!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!基于双模糊控制器的舰炮随动系统跟踪策略研究周连亻全王小椿（西安交通大学，陕西西安，34##56）摘要本文提出了一种基于双模糊控制器的随动系统控制方案，分析了由双模糊控制器控制的系统的稳定性，实验结果表明此控制策略十分有效，如果将双7899:与;,<结合控制效果更好。关键词模糊控制；武器随动系统；稳定性分析；随动控制中图分类号’;!3"某舰炮随动系统的执行机构

2、是电液伺服系统和齿轮减速器。系统存在伺服阀流量、压力，齿轮间隙等非线性环节，同时电液伺服系统也存在着许多不确定因素（系统参数）变化所引起的不确定性，系统的复杂性和非线性所引起的不确定性等。以往多采用增加回路增益或;,<调节等方法提高回路跟踪精度，但这易导致通频带太窄、稳定裕度下降等问题。7899:控制器具有对过程参数改变不敏感、超调小等不少优点，并且简单、易于实现。文献［4］将单个7899:控制器应用于舰载雷达稳定平台伺服系统的控制。由于火炮系统转动惯量大，实验表明，如果跟踪目标的参数变化比较大，采用单7899:控制器控制效果不太理想。本文采用两个7899:控制器并联，可实现目标位

3、置、速度和加速度三个参数的跟踪。实验结果表明此控制方案效果良好。!双模糊控制器的设计这里采用的双模糊控制器控制的随动系统如图404所示。舰炮要跟踪目标的位置和速度信号由指图404双模糊控制器控制的舰炮随动系统结构框图7@A0404BCDEFCEDG.HIJ@KLAEMH.//.N@MAI2ICGO挥仪给定。如果将双模糊控制器用于其它随动系统F.MCD.//GPQ2P.EQ/GLHERR2F.MCD.//GDI的控制，给定速度可由给定位置信号的微分得到。控制规则，物理意义明确，现有的经验比较多。若用两个模糊控制器的输入分别为位置误差及其变化一个控制器控制，四个变量的组合控制规则难以确

4、率、速度误差及其变化率。若每个模糊变量有七个定。模糊划分，采用两个控制器，最多有56=!>6?条控!0!输入变量的量化制规则。如果将这四个变量输入到一个模糊控制··器，将有35>!5#4条控制规则，这将大大降低实时选取模糊变量!、!、!、!及输出"4、"!的!!""控制的速度。用两个控制器分别确定位置和速度的论域相同，即｛#S，#$，#5，#"，#!，#4，#，4，!，!##4年"月收稿，!##!年4月定稿。第%期基于双模糊控制器的舰炮随动系统跟踪策略研究0$0·!，"，#，$｝!为了提高零点附近的控制精度，对"、"、用的大小，在图0!0中设计了2和2两个比例环!!!"·节。这两个

5、比例因子的调整采用误差绝对值时间积"、"采用非线性量化。这样可以实现在误差及其""变化率较大时进行粗调，在其较小时进行精调。根据分（?6@A）性能指标最小为目标函数此目的，选取量化曲线为#$%&%，将其离散化［%］，B3（?6@A）$［4!)"（4）)*（05!）)"（4）)］C4!!".则’$&’（()）*(（+,-()")*.!#）!通过仿真取,-$$D*(（0!0）··.!/，0!.，.!1，0!0，分别对"、"、"、"进行量化处!!""式中，#反应对两个误差的重视程度，本文取#$理。.E/!!2"选取隶属函数这里的寻优矢量为!F［2，2］，寻优过程中!"··设’!、’"、’

6、"、’"及+0、+%的模糊子集为必须满足约束条件."2!"0，."2""0!因寻优过｛,-，,.，,/，’，0/，0.，0-｝，其中,-为负大，程计算量大，不便于在线调整，本文采用离线寻优。,.为负中，,/为负小，’为零，0/为正小，0.为正中，0-为正大。选取三角形34，设计出的隶属函"双模糊控制器的稳定性分析数如图02%所示。双模糊控制器的控制系统模型如图%20所示。在模糊控制系统中，被控对象G和两个控制器（H0、H%）都采用6—I模型，如果在它们的规则中只用状态变量作为条件变量（不用控制变量），而且规则67和87、87的条件相同，这时可以推导出简单实用的0%结果。假设被控对象

7、是I?IJ9阶非线性系统，它的··6—I模型为图02%’!、’!、’"、’"、+0、+%的隶属函数777··6：*-&（0%）*&.07(C⋯7(C&（9%）*&.9+K)(4*’202%34&5-’!，’!，’"，’"，+0，+%!（%*0）$"（7%）!（%）*#7$（%）式中，&代表过程状态变量；.7代表状态变量&!2#模糊控制规则表的确定:::先分别单独确定每个模糊控制器的推理规则，在其相应论域中的语言值；!（%）F［&（0%），&（%%），然后用自调整因子寻