[发明专利]一种基于非线性变结构的电动舵机设计方法

权利要求书

1.一种基于非线性变结构的电动舵机设计方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤一：测量舵机角位置信号与角速度信号，其中角位置信号记为y，角速度信号记为

步骤二：构造误差信号e与误差微分信号其中，e＝r-y，r为舵机输入指令信号；

步骤三：非线性滑模面的构造；

设计非线性滑模面的第一项：s₁＝c₁e，其中c₁为正的参数；

构造非线性终端函数项，组成非线性滑模面的第二项：s₂＝c₂e^1/3其中c₂为正的参数；

构造类柔化函数项，组成非线性滑模面的第三项：其中c₃为正的参数；

构造非线性滑模面的第四项：

根据上述四项，组成非线性变结构控制的滑模面s：s＝s₁+s₂+s₃+s₄；

步骤四：电动舵机非线性变结构控制律的设计；

设计如下的舵机非线性变结构控制律：

u＝u_eq+u₁+u₂

其中u_eq为等效函数项，其设计如下：

其中T为舵机模型中的惯性时间常数；

u₁为大增益滑模面项：u₁＝Tk_as，k_a为正的控制系数；

u₂为类柔化函数滑模项：k_b为正的控制系数；

步骤五：电动舵机的建模；采用如下微分方程建模：

y_a为舵机的转动角速度；

步骤六：将步骤一至步骤四所得的控制律，代入步骤五所建立的电动舵机模型，通过不断调整控制参数，使得整个电动舵机系统具有满意的快速性；

其中c₁在[0,100]间；c₂在[0,10]间；c₃在[0,100]间；k_a在[0,50]之间，k_b在[0,50]之间。