GPC算法在火炮随动系统中的仿真研究

霍 刊，王忠庆，杨执中，姜华杰

（中北大学 信息与通信工程学院， 山西太原 030051）

0 引言

由于在战争中对火炮应用需求的不断提高，火炮随动系统对快速性和准确性有越来越高的要求。这就是要求设计的自适应控制率，不仅需要强的鲁棒性，而且算法的收敛速度要快，才能满足系统的实战要求。

近年来，随着计算机运算速度的加快和数字化技术的广泛应用，以及制造加工行业的技术更新的改进，从软硬件两个方面为把自适应控制引入火炮随动控制奠定了基础。基于不同的思路（如优化算法、系统辨识、预测控制等）的自适应控制相关研究迅速开展，目前研究的热点是如何把自适应控制与智能控制结合起来，达到更好的控制效果的方法[1-2]。

1 GPC仿真

GPC方针是基于CARIMA模型的自校正控制策略，且在其推导过程中用到了系统辨识、多步预测、滚动优化等方法，包含了自适应控制的许多优点。故而，多年前人们已开始研究如何将其用于火炮随动控制系统中。参考文献[3]提出了一种针对交磁扩大机——直流电动机模型提出的非线性广义预测控制(NGPC)算法，并对火炮随动系统受到射击干扰为4密位5步采样宽度的方波干扰的情况下，通过仿真研究证明了该方法对冲击干扰具有良好的抑制能力。本文主要研究该算法对火炮的齿隙非线性和外界不确定性干扰的控制性能即鲁棒性。

CARIMA模型可以用于存在非平稳随机扰动的情况，ξ(t)为不相关随机序列，模型为：

它的扰动仅受当前状态的影响。……