深弹舵机电动加载系统的滑模模糊自适应控制研究

刘子陵

（92060部队，辽宁大连116041）

1 引言

深弹舵机加载系统是深弹仿真试验系统重要组成部分，用于模拟深弹舵面所受到惯性力矩、阻尼力矩、干扰力矩和流体动力所产生的铰链力矩，全面检测和验证舵机系统在负载作用下的动态性能及控制精度的。同时，将全实物试验转化为实验室条件下的半实物预测性试验，达到了缩短研制周期、节约研究经费、提高可靠性的目的。

在加载的过程中，舵机运动引起的多余力矩会使系统的稳定性变差、频带变窄、加载灵敏度降低，而传统的控制方法很难满足系统的动态和稳态指标要求，更无法处理系统的不确定性和非线性。因此如何抑制多余力矩是设计舵机加载系统、改善加载系统控制性能的关键。

本文研制了一种以电动舵机为加载对象的电动加载系统，模拟深弹在水下航行时舵机受到的力矩。为了解决结构参数不确定性给等效控制器设计带来的困难，将滑模变结构与模糊自适应控制相结合，设计了新型滑模模糊自适应控制器。仿真实验表明，滑模模糊自适应控制方法不仅改善了加载系统的跟踪精度，而且消除了外界干扰、抑制抖振，具有很强的鲁棒性。

2 舵机电动加载系统的数学模型

舵机电动加载系统主要由承载舵机、加载电机、转矩传感器和角度传感器四部分组成，如图1所示。在加载系统中，加载电机输出轴与舵机之间接入用于测量舵机轴承受扭矩的传感器和测量舵机轴角位移的角度传感器，并通过连轴器将电机、舵机、传感器和角度传感器同轴连接。……