高性能交流數(shù)字伺服系統(tǒng)的算法研究與工程實(shí)現(xiàn).pdf

1、、摘要Y3981‘7本文以“九五”，某重點(diǎn)項(xiàng)目——小口徑高性能自動(dòng)炮伺服系統(tǒng)的研制為背景。討論了高速高精度交流數(shù)字伺服系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)著重分析了雙電機(jī)聯(lián)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式和電消隙控制方案，實(shí)現(xiàn)了炮控系統(tǒng)的全閉環(huán)控制。建立了系統(tǒng)的線性部分和非線性部分的模型，從內(nèi)?？刂频幕窘Y(jié)構(gòu)著手，研究了伺服系統(tǒng)中存在的飽和非線性與齒隙非線性對(duì)內(nèi)?？刂?、雙口控制的影響，取得了一些有意義的結(jié)果。最后介紹了高速高精度交流數(shù)字伺服系統(tǒng)的工程實(shí)現(xiàn)，采用智能PID控制算法

2、全面調(diào)試了系統(tǒng)的性能，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的高性能指標(biāo)。關(guān)鍵詞：伺服系統(tǒng)飽和非線性電消隙齒隙非線性內(nèi)?？刂齐p口控制智能PID墮塞型三盔蘭堡主堂些堡蘭————L塑型!一1緒論11工程背景近十年來(lái)，出現(xiàn)了許多高精尖新型的空中武器，例如各種戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、武裝直升機(jī)等等，這給防空武器特別是防空、近程反導(dǎo)小高炮提出了新的任務(wù)。對(duì)于高炮伺服系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須具有很高的角速度、角加速度、跟蹤精度、快速性和動(dòng)態(tài)品質(zhì)?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，空中打擊的作用變得日益重要。近些年來(lái)在世界

3、某些地區(qū)爆發(fā)的局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，交戰(zhàn)雙方往往將空中打擊作為一個(gè)重要的戰(zhàn)爭(zhēng)手段，以海灣戰(zhàn)爭(zhēng)和科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)為例，空襲和反空襲戰(zhàn)占據(jù)了戰(zhàn)爭(zhēng)的大部分時(shí)間，同時(shí)也成為了打擊對(duì)手力量和贏得戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的重要手段。目前我國(guó)遠(yuǎn)程作戰(zhàn)的能力尚不足，“積極防御”只能靠近海和海岸的防空和反導(dǎo)實(shí)現(xiàn)，這就對(duì)小口徑自動(dòng)炮伺服系統(tǒng)提出了比較高的要求。近年來(lái)世界各發(fā)達(dá)國(guó)家均十分重視小口徑高炮近程反導(dǎo)系統(tǒng)的研制，日前研制成功的已有十余種之多，其中美國(guó)、意大利、荷蘭、瑞士、俄羅斯等國(guó)

4、走在前列。這些產(chǎn)品大都采用“三位一體”(即搜索器、火控跟蹤器同時(shí)安裝在炮架上)或“二位一體”(僅火控跟蹤器安裝在炮架上)的結(jié)構(gòu)，采用高射頻、多管聯(lián)裝、轉(zhuǎn)管式來(lái)達(dá)到高發(fā)射率，如意大利一瑞士研制的米瑞德(MYRIAD)采用雙“725”，發(fā)射率達(dá)10000發(fā)／min，大大提高了近程反導(dǎo)的效果。這些反導(dǎo)武器的伺服系統(tǒng)均具有高速度、高加速度、高精度的特點(diǎn)，其中指標(biāo)先進(jìn)的米瑞德(MYRIAD)方位跟蹤最大速度3rad／s，方位跟蹤最大加速度6rad

5、／S2。我國(guó)近年來(lái)在小口徑高炮系統(tǒng)的研制上也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。海軍于1985年下達(dá)了“857”工程，指定兵總847廠、206所、中船總公司716所等共同承擔(dān)研制任務(wù)，主要是：“三位一體”的總體結(jié)構(gòu)，730mm轉(zhuǎn)管式集束小高炮系統(tǒng)，發(fā)射率為4200發(fā)／min。其方位最大速度21rad／s，最大加速度3rad／s2。兵總202所抓總研制的“4—25”自行高炮，其最大速度26rad／s，最大加速度35rad／s2，保精度的跟蹤角速度和角加速度