滑模变结构控制理论在坦克炮控系统上的应用

Application of the Sliding Mode Variable Structure ControlTheory in Tank Gun Control SystemHUANG Zhigang，ZHAI Mingming(Shenyang Ligong University，Shenyang 110159，China)Abstract：Aiming at some tank gun control system S relevant data an d parameters，mathe-matical modeling on the level of tanks to serve system is built.Using pole assignment meth-od，variable structure controller is designed and simulated，to weaken the parameters varia-tion and external disturbance on the influence of control and improve the system S robust-ness.The simulation results show that the sliding mode variable structure control methodhas strong robustness and better active static performance。

Key words：variable structure control with sliding mode；pole assignment；tank gun system炮控系统是-个内部存在强非线性的复杂系统，由于测量误差等原因，系统的参数存在不确定性 J。而现有坦克炮控系统大都是按照线性定常系统采用经典控制理论设计的，难以从根本上克服系统内部存在的齿圈间隙、弹性形变、摩擦力矩、参数摄动和外界扰动等不确定非线性因素的影响 J，成为制约系统性能进-步提升的瓶颈问题。

滑动模态可以进行设计且与对象参数及扰动无关、对参数变化及扰动不灵敏、无需系统在线辩识、物理实现简单，尤其对非线性系统的控制具有良好的效果。孙常胜等 提出单位向量法对炮控系统进行变结构控制。郭亚军等 提出自适应反演滑呢制。都取得了不错的效果，但两者的控制算法较为复杂。本文针对炮控伺服系统实时性要求很高的特点，对坦克水平向伺服系统进行数学建模，利用极点配置法对变结构控制器进行设计并仿真，削弱了参数的变化和外部扰动对控制的影响，取得了良好的控制效果。

收稿 日期：2012-09-28作者简介：黄志钢(196o-)，男，副教授，研究方向：计算机控制系统，嵌入式系统第3期 黄志钢等：滑模变结构控制理论在坦克炮控系统上的应用 451 变结构控制系统概述所谓变结构控制系统是这样的系统：它的控制器由若干个不同的子系统组成，这些子系统的参数不同或结构不同，系统在工作过程中根据某种函数规则在这些子系统之间切换，目的是改善全系统的动态性能。

设有-个非线性系统 厂(X，U，t)，X∈R ，U∈R ，t∈R (1)式中： 为被控向量；U为控制输入向量；t为控制时间。

需要确定切换函数向量 JS(x)，S∈R (具有的维数-般情况下等于控制的维数)。并且寻求变结构控制这里变结构体现在 U (X)≠U-(X)，使得(1)切换面是滑动模态区，