[发明专利]一种水下导弹发射井盖平整度滑模复合控制方法

说明书

本发明公开了一种水下导弹发射井盖平整度滑模复合控制方法，通过建立水下导弹发射井盖打开装置电液伺服系统的动力学模型以及建立所述电液伺服系统的状态方程，并根据电液伺服系统的动力学模型和状态方程，设计平整度滑模复合控制器。将平整度设计方法嵌入滑模控制器中，相比于传统的滑模控制器，避免了对位移反馈信号的反复求导，从而简化控制器的设计和提高系统的跟踪精度。

技术领域

本发明涉及一种水下导弹发射井盖平整度滑模复合控制方法，属于自动控制技术领域。

背景技术

海基弹道核导弹是国家最重要的二次核反击力量，通常被装载于战略核潜艇上，常年在水下进行战略巡航，具有隐蔽性强、生存能力强等优点。从战场生存能力和打击效率来讲，战略核潜艇相较陆基洲际导弹有较大优势，各国仍将拥有现代潜艇视作是现代海军军事力量的最基本要求，因此，历来战略核潜艇受到各国海军的高度重视。

其中，战略核潜艇中水下导弹发射井盖打开装置需要在临近导弹发射零点时控制发射井盖打开，导弹发射后控制发射井盖关闭，因此水下导弹发射井盖打开装置的跟踪精度成为潜射导弹发射成功与否的关键环节。

目前，我国潜艇水下导弹发射井盖打开装置主要采用液压系统驱动发射井盖动作，要求发射井盖在导弹弹射前开启、弹射后关闭，因此需要发射井盖的启闭平稳且时间精确，然而，现有水下导弹垂直发射井盖打开装置在随潜艇运动过程中，具有参数不确定性、负载时变性及运动强非线性，且管路上的电液换向阀频繁启闭，会造成回油管路背压过高或产生液压冲击，这些因素均会影响发射井盖开关时间精确性和运动平稳性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种水下导弹发射井盖平整度滑模复合控制方法，可以简化控制器的设计，同时提高系统的跟踪精度，从而使发射井盖开关动作更加平稳。

为达上述目的，一种水下导弹发射井盖平整度滑模复合控制方法，包括以下步骤：

步骤1，建立水下导弹发射井盖打开装置电液伺服系统的动力学模型；

步骤2，根据步骤1的动力学模型建立所述电液伺服系统的状态方程；

步骤3，根据电液伺服系统的动力学模型和状态方程，设计平整度滑模复合控制器。

进一步的，水下导弹发射井盖打开装置电液伺服系统的动力学模型包括井盖动力学模型；所述井盖动力学模型包括井盖和液压缸，液压缸的一端铰接在井盖的C点，液压缸的另一端铰接在A点，井盖的转轴铰接在B点；

根据上述动力学模型建立水下导弹发射井盖打开装置液压伺服系统中井盖动力学方程为：

进一步的，水下导弹发射井盖打开装置电液伺服系统的动力学模型还包括液压缸数学模型，所述液压缸数学模型为阀控液压缸模型，包括比例伺服阀和双出杆液压缸；液压缸流量连续性方程为：

液压缸受到的外负载力平衡方程为：

选择系统状态变量为则可得到液压缸电液伺服系统的状态方程如下所示：

y＝x₁

式中，a₁＝A_p/m，a₂＝B_p/m，a₃＝4β_eA_p/V_t，a₄＝4β_eC_tl/V_t，a₅＝4β_e/V_t。