PDF《不确定参数电动舵机滑模变结构控制》

第13卷第1期 2009年 1月 电机与控制学报EL ECTR IC MACH IN ES AND CON TROL Vol113 No11 Jan.

2009 不确定参数电动舵机滑模变结构控制 彭书华 1,

2 , 李华德

1 , 苏中2, 曲永印

3 (1. 北京科技大学 信息工程学院 ,北京 100083;

2. 北京信息科技大学 自动化学院 ,北京 100101;

3. 北华大学 电气信息学院 ,吉林 吉林 132013) 摘要:针对电动舵机系统要求在有限时间内无误差跟踪目标的问题 ,研究了 Term inal滑模控制 方法.针对常规 Term inal滑模控制需要知道不确性的上界且容易产生高频抖振的问题 ,采用模糊 技术对电动舵机的不确定性进行估计 ,并将其与常规 Ter m inal滑模控制结合起来 ,提出了模糊 Ter2 m inal滑模控制技术.建立了电动舵机的模糊 Term inal滑模控制系统结构 ,给出了控制器的设计方 法.实验与仿真结果表明 ,与常规 Term inal滑模控制器相比 ,模糊 Term inal滑模控制器能有效降低 抖振 ,改善了控制器的动态品质. 关键词 :变结构控制 ;

模糊控制 ;

Term inal滑模控制 ;

电动舵机 中图分类号 : TP273 文献标识码 : A 文章编号 : 1007- 449X (2009) 01- 0128-

05 Sliding mode vari able structure control of electric steering engine with uncerta i n parameters PENG Shu2hua 1,

2 , L I Hua2de

1 , SU Zhong

2 , QU Yong2yin

3 (1. Infor mation Engineering School of University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;

2. Automation School of Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100101, China;

3. School of Electric and Information of Beihua University, Jilin 132013, China) Abstract:A ter m inal sliding mode ( TS M ) control method was researched as to the problem of electric steering engine ( ESE) requiring position tracking with zerro2error during li m ited time. In order to solve the problem of chattering and to know the upper bounds of uncertainties in traditional TS M control, a fuzzy Term inal sliding mode (FTS M ) method was proposed. The FTS M method used fuzzy technique to estimate upper bounds of uncertainties of ESE and combined traditional TS M control method. A FTS M control system structure of ESE was established and the controller design method was explored in detail . Experiment and simulation results demonstrate the FTS M controller, compared with traditional TS M, can decrease the chattering phenomenon and i mprove dynam ic quality effectively . Key words: variable structure control;

fuzzy control;

Term inal sliding mode control;

electric steering engine 收稿日期 :

2008 -

03 -

12 基金项目 : 国家自然科学基金 (60772005) ;

中国运载火箭技术研究院基金 (70726001) 作者简介 : 彭书华 (1976 - ) ,男 ,博士 ,讲师 ,主要研究方向为非线性控制及应用 ;

李华德 (1941 - ) ,男 ,教授 ,博士生导师 ,主要研究方向为电机控制、 调速系统 ;

苏中(1962 - ) ,男 ,博士 ,教授 ,研究方向为导航与制导 ;

曲永印 (1959 - ) ,男 ,博士 ,教授 ,研究方向为电气传动控制、 自适应控制等.

1 引言舵机系统是飞行器自动控制系统不可缺少的关 键组成部分 ,在实际工作中 ,舵机系统的参数会随着 工况的变化而变化 ,此外还不可避免的存在各种未 知干扰 ,因此 ,舵机系统在实际运行时是一个非常复 杂的不确定性系统. 在解决十分复杂的非线性系统的综合问题时 , 滑模变结构控制由于其众多的优点而得到了广泛的 重视和应用 [