基于扩张状态观测器的燃气舵舵机位置控制

作     者：王献策 陈雄 葛中杰 马睿 WANG Xian-ce;CHEN Xiong;GE Zhong-jie;MA Rui

作者机构：南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 

基　　金：国家自然科学基金(5106098) 江苏省自然科学基金(BK20140772) 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2020年第41卷第10期

页      码：2341-2347页

摘      要：为了实现对燃气舵舵片的高精度位置控制,设计了高阶非线性扩张状态观测器对舵机位置系统进行精确闭环控制。通过将参数摄动耦合项和外界扰动项合并为一个新的状态量,将原有三阶位置系统扩张为四阶控制系统。采用滑模变结构控制器对状态观测器观测结果进行控制,使舵机偏转角度达到预定值。分别采用传统PID控制和所设计的高阶非线性扩张状态观测器对舵机控制系统进行仿真,来验证所设计的控制器的响应性能和稳定性能。结果表明:相比于传统的PID控制器,所设计的高阶非线性扩张状态控制器具有更高的跟踪精度和更快的响应性能,其响应时间在0.1s以内,提升了约0.7s,且该控制系统无超调量的产生。该控制器在鲁棒性、抗干扰性上体现出更好的特点,因此可以更好地实现整体伺服系统的位置控制。

主 题 词：燃气舵 高阶非线性扩张状态观测器 位置控制 变结构控制器 无刷直流电机 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.13675/j.cnki.tjjs.190525

馆 藏 号：203986664...