基于干扰观测器的飞行仿真转台滑模控制器

上海交通大学学报（自然版） ›› 2011, Vol. 45 ›› Issue (03): 393-397.

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基于干扰观测器的飞行仿真转台滑模控制器

刘晓东,吴云洁,田大鹏，王俊峰

（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，飞行器控制一体化技术重点实验室，北京 100191）

收稿日期:2010-10-12 出版日期:2011-03-30 发布日期:2011-03-30
基金资助:
教育部新世纪优秀人才计划项目(NCET-07-0044)

Research of Sliding Mode Controller for Flight Simulator Based on Disturbance Observer

LIU Xiao-Dong, WU Yun-Jie, TIAN Da-Peng, WANG Jun-Feng

(School of Automation Science and Electrical Engineering, Science and Technology on Aircraft Control Laboratory, Beihang University, Beijing 100191, China)

Received:2010-10-12 Online:2011-03-30 Published:2011-03-30

摘要/Abstract

摘要： 针对飞行仿真转台中干扰观测器(DOB)对等效干扰项估计不足而影响跟踪精度的问题，提出一种基于DOB的滑模变结构控制器(SMVSC).它引入了附加干扰补偿项以及跟踪指令的速度信号和加速度信号，定义了一种新的滑模趋近律形式，并满足系统广义滑模存在条件.通过某单轴飞行仿真转台的实验结果表明，与传统的比例微分(PD)控制器+DOB方案相比，该控制方案提高了跟踪精度，同时，对系统参数变化和力矩扰动也具有更强的鲁棒性.

关键词: 干扰观测器, 滑模变结构控制, 飞行仿真转台, 鲁棒性

Abstract: Because disturbance observer (DOB) underestimates the equivalent disturbances in flight simulator system, one sliding mode variable structure controller (SMVSC) based on DOB was proposed. The controller introduces additional compensation for disturbances, velocity and acceleration of tracking signals, and a new sliding approach law for the SMVSC was defined, then the system meets the conditions for the existence of generalized sliding mode. The experiments on one singleaxis flight simulator show that the proposed control scheme improves the tracking performance with more robustness against parameter uncertainty and extern disturbance, contrasted with the traditional PD+DOB scheme.

Key words: disturbance observer, sliding mode variable structure control, flight simulator, robustness

中图分类号:

TP273

刘晓东, 吴云洁, 田大鹏, 王俊峰. 基于干扰观测器的飞行仿真转台滑模控制器[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2011, 45(03): 393-397.

LIU Xiao-Dong, WU Yun-Jie, TIAN Da-Peng, WANG Jun-Feng. Research of Sliding Mode Controller for Flight Simulator Based on Disturbance Observer[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2011, 45(03): 393-397.

参考文献

［1］Lee S H, Tomizuka M. Robust motion controller design for high accuracy positioning systems ［J］. IEEE Transaction on Industry Electronics, 1996, 43(1): 4855.

［2］刘强, 尔联洁.飞行仿真转台基于干扰观测器的鲁棒跟踪控制［J］. 北京航空航天大学学报, 2003, 29(2):181184.

LIU Qiang, ER Lianjie. Disturbance observer based robust tracking control of high precision flight simulator ［J］. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2003, 29(2): 181184.

［3］Jia Q W. Disturbance rejection through disturbance observer with adaptive frequency estimation ［J］. IEEE Transaction on Mechatronics, 2009, 45(6): 26752678.

［4］田大鹏, 吴云洁, 刘晓东. 高精度电机伺服系统控制综合方法［J］. 电机与控制学报, 2010, 14(7): 6674.

TIAN Dapeng, WU Yunjie, LIU Xiaodong. Synthesis methods of high precision motor servo system control ［J］. Electric Machines and Control, 2010, 14(7): 6674.

［5］李燊,肖颖杰.飞行仿真转台伺服系统滑模控制器设计［J］. 微计算机信息, 2005, 21(5): 1112.

LI Shen, XIAO Yingjie. Design of sliding controller for flight simulator servo system ［J］. Control & Automation, 2005, 21(5): 1112.

［6］苗中华, 刘成良, 王旭永, 等. 大摩擦力矩下电液伺服系统高精度控制与实验分析［J］. 上海交通大学学报, 2008, 42(10): 17311735.

MIAO Zhonghua, LIU Chengliang, WANG Xuyong, et al. Precision control scheme and experimental analysis of hydraulic servo system with large friction torque ［J］. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2008, 42(10): 17311735.

［7］Kim B K, Chung W K, Ohba K. Design and performance tuning of slidingmode controller for highspeed and highaccuracy positioning systems in disturbance observer framework ［J］. IEEE Transaction on Industry Electronics, 2009, 56(10): 37983809.

［8］de Wit C C, Olsson H, Astrom K J. A new model for control of systems with friction ［J］. IEEE Transactions on Automatic Control, 1995, 40(3): 419425.

［9］Lampaert V, Swevers J, AIBender F. Comparison of model and nonmodel based friction compensation techniques in the neighbourhood of presliding friction ［C］// Proceedings of American Control Conference. Piscataway, NJ: IEEE Press, 2004: 11211126.

［10］Ishikawa J, Tei S, Hoshino D, et al. Friction compensation based on the LuGre friction model ［C］// Proceedings of SICE Annual Conference. Hongo, NJ: IEEE Press, 2010: 912.

[1]	王家琪, 郭建国, 郭宗易, 赵斌. 基于干扰观测器的高马赫数飞行器滑模控制[J]. 空天防御, 2021, 4(3): 85-91.
[2]	刘邱, 赵东亚. 单输入单输出系统离散积分滑模预测控制[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(9): 898-903.
[3]	张建军, 吴中华, 刘群坡, 王红旗, 刘卫东. 主从机械手遥操作双边自适应阻抗控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(6): 615-623.
[4]	方佳, 陆志强. 考虑设备故障的鲁棒调度计划模板的建模优化[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(12): 1278-1290.
[5]	李冬辉，高峰. 基于扰动观测器的压缩式制冷系统改进Smith预估解耦控制[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(5): 593-599.
[6]	韩刚，蔡旭. 不平衡电网下风电并网变流器的滑模电流控制[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(9): 1065-1071.
[7]	龚征华1，田震2，熊文1，李俊舟1，李刚强1，袁景淇2. 全局滑模控制方法在喷水推进操舵系统中的应用[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(6): 693-697.
[8]	徐张宝，马大为，姚建勇，董振乐，杨贵超. 基于干扰估计的直流电动机间接自适应鲁棒控制[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(09): 1281-1287.
[9]	吕学勤1，张轲2，吴毅雄2. 移动焊接机器人轨迹跟踪控制机制及实验[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(03): 371-374.
[10]	李芸，白响恩，肖英杰. 基于新型扩张干扰观测器的船舶航向滑模控制[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(12): 1708-1713.
[11]	肖慧孝，杨建国，张毅. 基于状态空间模型的机床热误差动态建模[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(1): 22-26.
[12]	张晓迪，蔡云泽，何星，张卫东. 基于神经网络的不稳定时滞对象控制[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(07): 1033-1038.
[13]	王鲜芳1，苗军2，詹世涛2,3，钱志源2,4,王岁花1. 二轴导引头视线指向回路的鲁棒性设计[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(05): 735-740.
[14]	郑茂，王超，黄胜. 舰载机出动回收网络鲁棒性分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(12): 1934-1939.
[15]	李彬a, 季建华a, b, 李国威a. 综合收益和风险的供应链鲁棒性指标模型研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(03): 484-488.

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