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正文摘录:

第11期逄旭军，等：导弹高度控制系统的变结构设计图中：K。，表示单位舵角作用下所产生的弹道倾角速度；r表示导弹攻角跟踪舵偏角的快慢程度；正，表示弹道倾角相对导弹姿态角所具有的惯性；f。是导弹的阻尼系数；酶表示自由陀螺仪传递系数；聪表示高度表传递系数.从图1可以得出其开环传递函数为G小)=击·k瓯”‰霉5。+(2如E孝。+％如一。)s。+(‰+％k)s’对某型导弹，代入弹体参数值可得到其传递函数为G小)=万瑞‰，(1)由于式(1)中s的3次项系数前对其他项系数来说很小，为处理问题方便将它们忽略.因此可变为二阶系统：Gn(s)。荒，(2)对于形如G(s)=—广—Ulll_的单输人二阶系统，很S十02S十nl容易将它改写成输入输出的微分方程形式：》(¨nz营y(¨吣(￡)“比)，构成反馈控制系统如图2所示.图2二阶单输入反馈控制系统图中Z及^为外部持续扰动，r为系统的参考输入或设定值.令系统的偏差e：r—y，再令x，=e，z：=z。=e，则可得此二阶系统的空间表达式：r戈1=戈2’{立：=一n，x，一口：z：一6M+F(f)，(3)【e=戈。.F(f)为系统的广义扰动：F(t)=篆r+。：芸r+n。r—M一参吨参一听≯2一％甜。一吖2。2变结构控制器的设计滑模变结构控制是一类特殊的非线性系统，其非线性表现为控制的非连续性，这种非连续性实际上是对控制函数的一种开关切换动作怛J.针对高度控制系统，定义滑动超平面：s=c1戈l+戈2=0，式中：c，(c.＞0)为待定的滑动模态参数.变结构控制系统的运动可分为2个阶段：一是正常阶段，二是滑动阶段.相应地，一个变结构控制系统的设计就包括控制规律的设计和滑动模态的设计两部分.2.1控制规律“的设计选择比较简单且易实现的比例控制.取控制策略：M：峨扎峨：f“”刈，(4)峪xIs＜0.式中：a、届都是实数.由滑动模态存在的条件可得(5)又有滑模的可达性条件可得d＞0.25(Ⅱ；一40，)6一’，(6)当系统满足滑模可达性及存在性条件时，则需要同时满足不等式(5)和(6).2.2参数仅、JB、c，的选择系统状态沿s：0滑动，转移到原点，需要满足s=clz】+z1=0，该方程的解为z1=pe-…”，当cl＞0时，滑模运动的响应是指数衰减曲线，即无超调且渐进稳定.c，的值越大，衰减越快，即响应速度越快而d的选取应同时满足式(5)、(6).即：d＞生生掣，卢＜厶.J型{三型，d＞0.18.再考虑到实际环节的输出都是二..)有限的，特别是当环节有很高的放大倍数时，输入很容易饱租所以d不能太大，“越大，z：越容易饱和.3系统仿真与分析根据前面的推导，按照满足式(5)、(6)的要求，经过大量的计算、仿真，最终确定控制器参数为c。=4，“=5，口=一10.高度控制系统仿真结果如图3所示.121.008量06毫04O_20一O2图3高度变结构控制系统仿真图图3还给出了利用PID控制器设计的高度控制系统仿真结果.从图3可以看出，变结构控制系统的过渡过程时间比PID控制系统的仿真结果明显减小，调节时间不到2s，快速性好，这对于超低空飞行的导弹减小击水的概率是非常有意义的，而且，变结