论文摘要
本文所研究的分离镜伺服系统是红外目标/干扰模拟器的重要组成部分。红外目标/干扰模拟器在红外制导仿真实验中为红外导引头提供红外目标源和系统中的干扰信号,其中分离镜的转动能使目标光路和干扰光路分离,从而模拟系统中的干扰信号。但分离镜系统因自身偏心及外部摩擦的影响受到很大扰动,因此控制分离镜系统使其稳定运行,对于保证整个红外制导仿真实验系统的仿真精度和提高实验结果的置信度具有重要意义。本文采用线性控制理论和滑模变结构控制理论对分离镜伺服系统以及系统中存在的扰动问题设计了控制器并进行了实验和仿真研究。针对滑模变结构控制中存在的抖振现象,采用线性连续准滑模控制方法进行了抖振的抑制研究,给出了仿真研究结果。首先,本文在参阅大量国内外文献基础上,阐述了国内外红外制导半实物仿真技术的发展历程和技术成果。介绍了变结构控制理论的发展历史、研究方向和研究现状。综述了国内外在抖振的抑制消除方面的研究成果。其次,详尽介绍了分离镜伺服系统的结构和性能指标,分离镜伺服系统各主要元件的选取及各项参数,利用机理分析方法建立了分离镜伺服系统的数学模型。然后,采用经典线性控制理论对分离镜伺服系统进行了校正设计。通过测试实验和仿真,结果表明设计满足指标要求。接着,对分离镜伺服系统的滑模变结构控制方法进行了深入研究。首先介绍了变结构控制的基本原理以及基本概念,利用极点配置和指数趋近律方法设计滑模变结构控制器,采用饱和函数与指数趋近律相结合的方法削弱抖振。仿真结果表明,滑模变结构控制方法使分离镜伺服系统具有更高的跟踪性能和更强的鲁棒性。最后,运用线性连续准滑模控制方法对变结构系统中的抖振现象进行了专门研究。仿真结果表明,线性连续准滑模控制方法能有效抑制甚至消除滑模变结构控制中的抖振现象,使分离镜伺服系统的运行性能得到很大提高。
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标签：分离镜伺服系统论文; 线性控制论文; 滑模变结构控制论文; 线性连续准滑模控制论文; 抖振抑制论文;