基于模糊自适应控制的四点支承液压平台自动调平方法

　　0 前言

　　基准平台的自动调平技术是提高车载雷达机动性的关键技术。随着调平技术研究的深入,近年来已有不同的技术方案在车载雷达调平装置、大型工程运载车、静力压 桩机、导弹机动发射架等领域得到应用。本文所讨论的调平系统是为某雷达升降车载设备而研制的,该设备自重4t,极限情况下风阻引起的倾覆力矩达 160kN#m。平台控制的关键技术是调平算法的选择和自动调平技术的实现。由于研究对象的负荷比较大,所以本系统选择液压驱动调平方式。本文使用一个双 轴倾角传感器,分别检测横滚角和俯仰角的倾斜度的变化,进而根据设计的调平算法通过液压缸驱动各个支腿的升高距离。因此从控制系统来看,这是一个多输入多 输出的强耦合的动态过程。目前的调平系统主要有三支承、四支承、六支承等方案。三支承调平容易实现,但抗倾覆能力差。四支承、六支承抗倾覆能力强,但存在 静不定问题,容易产生/虚腿0,静不定次数越高,系统越复杂。四支承具有稳定性好,抗倾覆能力强等许多优点,因此本文选用四支承作为机动雷达座车的调平方 案。

　　本系统采用电液比例阀控制单出杆液压缸进行调平的方案。液压伺服系统具有刚度大、响应速度快、机构紧凑等许多优点。但由于液压系统的固有特性,如死区、泄 漏、阻尼系数的时变性及负载干扰的存在,受温度等参数变化的影响较大,系统呈现典型的不确定特性和非线性特性。此外电液比例系统在流体动力学及电磁转换方 面具有特殊性,是复杂的非线性高阶系统,因此系统设计时要建立准确的数学模型比较困难。

　　模糊控制是一种基于语言规则与模糊推理的高级计算机智能控制。其基本概念是由美国加利福尼亚大学著名教授查德(L1A1Zadeh)首先提出的[1],经 过多年的发展,在许多领域如过程控制、运动控制、智能机器人、自动化仪器仪表都取得了良好的控制效果。由于模糊控制器的优点是不要求掌握受控对象的精确数 学模型,仅依赖人的经验、感觉和逻辑判断,对解决非线性、时变性复杂系统控制问题显示了很大的优越性,所以对于在工业控制过程中碰到的大滞后、时变、非线 性等无法建立起精确数学模型的复杂系统,模糊控制无疑是一种行之有效的方法。模糊控制与其它常规控制算法相比,除了鲁棒性好,对不同的对象适应能力强等优 点外,还具有动态响应速度快、超调量小的优点,但是单纯的模糊控制也存在稳态性能差的缺陷。本文通过把PI控制策略引进Fuzzy控制器,构成 Fuzzy-PI复合控制,改善了模糊控制器稳态性能。仿真结果表明该控制器的有效性。

　　1 四点式平台的调平方法