[发明专利]一种用于机械装备的随动装置控制参数的调整方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于机械（武器）装备的随动装置，更具体地说是涉及一种用于机械（武器）装备的随动装置中随动控制器控制参数的调整方法。

背景技术：

随动装置广泛应用于机械装备，如分度转台、机器人、机加工设备等，特别在武器装备中，它与雷达、指挥仪、方位水平仪、计程仪等组成火控装置，其作用是驱动火炮、导弹发射装置、激光高能武器、火箭炮发射装置等武器装置达到高效及时地摧毁敌方目标之目的。随动装置最必须具备两种能力，第一个是目标发现的瞬间迅速精确瞄准目标的能力，即必须具有极为优良的动态响应性能；第二个是对目标的平稳跟踪能力，即接近静态情况下的跟踪精度。为了获得优良的随动控制性能，随动装置必须采用反馈控制。也就是说，机械（武器）装备中运动部件的角位移等相关运动状态信息必须经传感器反馈到随动装置输入端，与随动指令信号进行比较产生误差信号，然后再由随动控制器对误差信号进行控制运算后发出控制信号，对运动部件的方位（俯仰）实施校正。

目前随动控制器都是在前向控制回路中增加各种误差的校正运算。但是，前向控制回路中对误差每增加一种运算，事实上随动指令信号和反馈信号同时增加了控制运算。对随动指令信号的每增加一种运算就相当于在随动装置的动态方程的右边增加一个强迫项，使控制装置出现多个强迫项。这样，随动装置输出就不能精确复现随动指令信号。在发现目标时，机械（武器）装备瞄准目标所需响应时间过长，并存在超调和振荡现象；目标机动时，机械（武器）装备不能平稳跟踪，甚至丢失目标。

随着目标机动性能的不断提高，对机械（武器）装备和随动装置的响应速度、运行精度、抗干扰能力以及自动化程度等各种性能提出了越来越高的要求。当今广泛使用的传统的公知的随动控制方法已不能满足要求，采用新的随动控制装置和控制方法是所要解决的问题之一。

目前，随动装置中随动控制器控制参数并不是根据随动执行机构的模型参数有的放矢进行调整，而是直接采用试凑法或经验法调整随动控制器的控制参数。这就造成随动控制器的控制参数大小的调整比较盲目，随动装置的调试费时费力，机械（武器）装备的控制性能难以满足现代战争的要求。因此，机械（武器）装备随动装置设计和调试时，如何根据随动执行机构的模型参数定量地调整随动控制器的控制参数，则是现有技术中有待解决的问题之二。

发明内容：

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，为进一步提高随动装置的性能，做到能够根据随动执行机构的模型参数定量地调整随动控制器的控制参数，而提供一种用于机械装备的随动装置控制参数的调整方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于机械装备的随动装置控制参数的调整方法，该调整方法基于一种用于机械装备的随动装置，由随动指令发生器、随动控制器、功率驱动单元、随动执行机构和反馈检测传感器组成并按顺序顺时针方向环形连接；其中，所述随动控制器由比较器、积分器、积分系数乘法器、第一减法器、第二减法器、微分系数乘法器、微分器、微分跟随器、PDF系数乘法器、PDF跟随器、反馈跟随器和积分饱和限制器组成，所述比较器、积分器、积分系数乘法器、第一减法器和第二减法器按顺序连接，所述比较器与随动指令发生器连接并通过反馈跟随器与反馈检测传感器连接，所述第一减法器通过PDF系数乘法器和PDF跟随器与反馈检测传感器连接，所述第二减法器通过微分系数乘法器、微分器和微分跟随器与反馈检测传感器连接，所述第二减法器还与功率驱动单元连接，所述积分饱和限制器分别与积分系数乘法器的输出和积分器连接；所述随动执行机构由驱动电机、联轴节和机械装备组成并依次相连接。

本发明随动装置的性能不仅与随动控制器的结构形式密切相关，而且还受到随动控制器中积分系数、PDF系数和微分系数这三个控制参数大小的影响。只有准确地设计这三个控制参数的大小，才能获得优良的随动控制性能。

要准确地调整这三个控制参数的大小，首先要对随动执行机构的参数进行定量识别。“知己知彼，方能百战百胜”，只有在随动执行机构参数定量识别的基础上，才能对随动控制器的控制参数进行定量地准确调整。

因此，本发明的一种用于机械装备的随动装置控制参数的调整方法，具体包括以下步骤：

（1）组建随动装置中随动执行机构的模型参数识别装置，该装置由阶跃电压信号发生器、功率驱动单元、随动执行机构、反馈检测传感器以及记录仪器组成并按顺序连接，所述阶跃电压信号发生器还与记录仪器连接；