荀盼盼,韓崇偉,趙宇和,王保華
(西北機電工程研究所,陜西咸陽712099)
火炮隨動系統技術是指根據給定的射擊諸元完成火炮自動瞄準的伺服技術,主要用于提高火炮自動化程度,實現火炮快速、高精度瞄準。但由于受戰場環境約束、沖擊、振動、傳動摩擦、彈性形變等各種因素的影響,火炮的隨動控制系統存在多種干擾與誤差,直接影響火炮的射擊精度[1-3]。
在現代火炮隨動系統控制中通常采用非線性PID、平方根、前饋補償、滑模變結構以及自適應、模糊、神經網絡等控制策略[4-6],這些方法要么依賴于系統的線性模型,要么設計過程繁瑣,且計算量較大。火炮隨動系統是一個復雜的非線性系統,很難獲得精確的數學模型,極大程度地影響著系統的控制效果。而計算量較大的方法又不利于工程應用,且大多停留在理論研究階段。
定量反饋理論(QFT)[7]是Issac Horowitz 提出的一種魯棒控制設計理論,這種設計理論可以用于對象具有很大不確定性的單變量、多變量、各種高度非線性以及時變等系統的魯棒設計。QFT 是一種針對具有高度不確定性反饋控制系統的工程設計理論,是用作圖的方法把設計指標和系統的不確定性用定量的方法在Nichols 圖上形成邊界,然后基于這些邊界設計滿足要求的控制器(包括前置濾波器)[8]。
本文提出了一種基于QFT 的火炮隨動系統魯棒控制策略,利用回路整形法設計控制器,既能改善系統性能,增強其魯棒性,又利于工程實現。