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近年来,随着对新型制导武器研究的不断深入,对其舵机伺服系统的要求也日益提高,伺服系统不但要具有快的动态响应和高的动、静态精度,而且要对参数的变化和扰动具有不敏感性。因此,高性能控制策略的研究及其实际工程化也开始受到越来越多研究者的重视。 滑模变结构控制对系统参数变化和负载扰动不敏感,具有鲁棒性好、响应速度快及容易实现等优点,非常适合用于伺服系统的控制。但是常规的滑模变结构控制不可避免的会存在抖振现象,这是阻碍其发展和应用的主要因素。本文针对上述问题,结合模糊控制和滑模变结构控制的优点,为其找到了解决方案,并将设计好的控制算法移植到实际工程中,验证了其控制效果。 文章首先对国内外舵机及其伺服控制策略的研究现状和趋势进行了概述,简要的介绍了模糊变结构控制算法的提出和发展过程。其次,分析了直流电动舵机的组成和工作原理,推导出了电动舵机的数学模型并利用辨识方法对实际电动舵机伺服系统进了模型辨识。然后,简要的介绍了滑模变结构控制和模糊控制的理论基础,总结了国内外学者在二者结合方向上的研究成果。针对舵机运行中可能出现的参数摄动和随机扰动以及常规滑模变结构控制的抖振现象,在前人的研究基础上设计了基于等效控制的离散模糊变结构控制算法和基于模型参考的模糊切换增益变结构控制两种算法,并对其进行了仿真分析。仿真结果表明所设计的控制算法具有较快的响应速度和较高的鲁棒性,并在一定程度上削弱了抖振的影响。最后,将模糊变结构控制算法移植到硬件控制平台上,对直流电动舵机伺服系统进行了伺服控制测试。测试结果表明系统能够很好的跟踪输入指令,具有良好的响应速度和控制精度。