变负载两轴转台实时跟踪控制系统的设计

本课题来源于多联装的导弹发射武器系统的两轴随动转台的实际研制项目。本文主要进行两轴转台实时跟踪控制系统的设计和研究。实时跟踪控制系统亦称随动系统。随动转台在实际工作中由于导弹不断减少和外界风阻等干扰的存在,其负载是时变的,这对于随动控制系统的设计增加了不少难度。两轴随动转台主要由方位和俯仰两套随动系统组成,本文主要对俯仰随动控制系统进行设计和研究。 首先,进行随动控制系统的总体设计方案,概述了随动控制原理和系统性能指标,分析了俯仰电机的负载变化情况,并进行重要部件选择和随动控制器硬件设计。 其次,采用常规方法详细设计随动控制系统。对俯仰电机-负载部分进行仿真建模,采用常规方法对随动控制系统的电流环、速度环和位置环进行详细设计,分别在无干扰和有干扰的条件下进行仿真研究,得出研究结论:常规方法设计的随动系统在变负载条件下性能明显下降,不能满足系统要求。 为了满足变负载条件下的随动性能要求,本文创造性的将自抗扰控制器应用于随动控制系统的设计。针对随动控制系统的变负载情况,采用自抗扰控制器对速度环进行设计,电流环和位置环与常规设计的相同,分别在无干扰和有干扰的条件下进行仿真研究,并且与常规随动控制系统进行比较研究,得出研究结论:与常规方法设计的随动系统相比,采用自抗扰控制器的随动系统在变负载条件下性能略微下降,能够满足系统要求。 研究表明,应用自抗扰控制器的随动控制系统与常规随动控制系统相比,具有很好的动静态性能和很强的抗干扰能力,是实现变负载随动控制的有效方法。