一种基于振荡度指标的火炮随动系统位置控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及火炮随动系统，尤其涉及火炮随动系统的位置控制。
【背景技术】
[0002] 随着半导体技术和计算机技术的发展，火炮随动系统由模拟系统发展至全数字系 统，控制越来越灵活，主要分为直流随动系统和交流随动系统。近年来，永磁同步电机以其 小体积、高功率密度的优点，由其组成的交流伺服系统得到了广泛的应用，通过采用矢量控 制可实现优良的动态性能和宽调速范围。火炮随动系统在控制结构上由电流环、速度环和 位置环组成，电流环和速度环作为位置随动系统的被控对象，是构成随动系统的重要环节， 因而位置随动系统可看作是由被控对象和位置控制器组成，永磁同步电机或直流电机实现 的速度环在分析和设计时通常简化为一阶惯性环节，便于位置控制器的综合和校正。但是 现有技术的控制方法只能凭经验进行调节，费时费力，效率较低。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种位置控制方法，采用比例-积分（PI) 控制，通过振荡度指标方法实现随动系统位置控制器的整定，实现随动系统的位置控制。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
[0005] 第一步，根据随动系统的速度环增益ΚΩ、速度环时间常数ΤΩ、电机至执行机构末 端的总传动比i和位置反馈系数kfb计算随动系统位置环被控对象增益K=K,kfb/i;
[0010] 第六步，计算位置误差e(t) =θ$α)-θ⑴，其中θ$α)为位置给定，θ⑴为位 置反馈；
[0011]
制速度环。
[0012] 所述中频区宽度L的取值范围是4~12。
[0013] 本发明的有益效果是：通过给定中频区宽度确定震荡度指标，实现位置控制器的 整定，可以得到满足震荡度指标要求的动态响应，随动系统的设计具有直观性。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0015] 本发明公开了一种基于振荡度指标的火炮随动系统位置控制方法，根据中频区宽 度选取振荡度指标，实现位置控制器的整定和随动系统位置控制，具体的实现步骤为：
[0016] 第一步，根据随动系统的速度环增益1^，速度环时间常数ΤΩ，电机至执行机构末 端的总传动比i，位置反馈系数kfb，计算随动系统位置环被控对象增益K=K,kfb/i;
[0017] 第二步，根据中频区宽度计算振荡度指标 值范围是4~12,Mp为振荡度指标；
[0018] 第三步，计算位置控制器积分时间常数T1=LTΩ;
[0021] 第六步，计算位置误差e(t) =θ%)-θ⑴，其中θ%)为位置给定，Θ⑴为位 置反馈；
[0022] 第七步，计算位置控制器输出
其中u(t)为位置控 制器的输出，作为速度给定用于控制速度环。
[0023] 实施例1 :
[0024] 设伺服系统的速度环增益ΚΩ= 0. 092,速度环时间常数!1Ω= 28ms，电机至执行机 构末端的总传动比i= 160,位置反馈系数kfb= 10435,中频区宽度L= 4,则实现勾速无 静差的位置伺服系统控制方法的步骤为：
[0025] 第一步，计算随动系统位置环被控对象增益K=Kfjkfb/i= 6;
[0027] 第三步，计算位置控制器积分时间常数T1=LTΩ =0.112s;
[0030] 第六步，计算位置误差e(t) =θ$α)-θ(t)，其中0\t)为位置给定，Θ(t)为位 置反馈；
[0031] 第七步，计算位置控制器输出 其中u(t)为位 置控制器的输出，作为速度给定用于控制速度环。
[0032] 实施例2 :
[0033] 设伺服系统的速度环增益ΚΩ= 0. 092,速度环时间常数!1Ω= 28ms，电机至执行机 构末端的总传动比i= 160,位置反馈系数kfb= 10435,中频区宽度L= 12,则实现勾速无 静差的位置伺服系统控制方法的步骤为：
[0034] 第一步，计算随动系统位置环被控对象增益K=Kfjkfb/i= 6 ;
[0039] 第六步，计算位置误差e(t) = (t)，其中0\t)为位置给定，Θ(t)为位 置反馈；
[0040]
置控制器的输出，作为速度给定用于控制速度环。
【主权项】
1. 一种基于振荡度指标的火炮随动系统位置控制方法，其特征在于包括下述步骤： 第一步，根据随动系统的速度环增益K。、速度环时间常数T。、电机至执行机构末端的 总传动比i和位置反馈系数kfb计算随动系统位置环被控对象增益K=K,kfb/i; 第二步，根据中频区宽度L计算振荡度指标第Ξ步，计算位置控制器积分时间常数Τι=LT。； 第四步，计算位置随动系统开环增益第五步，计算位置控制器比例增盏第六步，计算位置误差e(t) = (t)，其中fT(t)为位置给定，Θ(t)为位置反 馈； 第屯步,计算位置控制器输出，作为速度给定用于控制速 度环。2. 根据权利要求1所述的基于振荡度指标的火炮随动系统位置控制方法，其特征在 于：所述中频区宽度L的取值范围是4~12。
【专利摘要】本发明提供了一种基于振荡度指标的火炮随动系统位置控制方法，首先根据随动系统的速度环增益、速度环时间常数、电机至执行机构末端的总传动比和位置反馈系数计算随动系统位置环被控对象增益，根据中频区宽度计算振荡度指标；然后依次计算位置控制器积分时间常数、位置随动系统开环增益、位置控制器比例增益和位置误差；最终得到位置控制器输出。本发明可以得到满足震荡度指标要求的动态响应，随动系统的设计具有直观性。
【IPC分类】G05B11/42
【公开号】CN105242527
【申请号】CN201510727068
【发明人】李长红
【申请人】中国兵器工业集团第二O二研究所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月30日