[发明专利]基于磁流变阻尼器的火炮后坐缓冲系统控制方法、装置

权利要求书

1.一种基于磁流变阻尼器的火炮后坐缓冲系统控制方法，其特征在于，包括：

利用自抗扰控制算法对目标火炮后坐缓冲系统的扰动因子进行实时估计和补偿，得到目标控制系统；其中，所述扰动因子为所述目标火炮后坐缓冲系统与目标模型的误差值；所述目标模型为根据所述目标火炮后坐缓冲系统的工作原理所创建的模型；

设计控制律将所述目标控制系统加入所述目标火炮后坐缓冲系统的控制系统当中，得到自抗扰控制系统；

利用所述自抗扰控制系统对所述目标火炮后坐缓冲系统进行控制；

所述控制系统的微分方程表达式为：

式中，x₁＝F_MRD为所选取的第一状态变量，对应的物理量为磁流变阻尼器输出的阻尼力，为x₁对时间的微分；x₂＝i为所选取的第二状态变量，对应的物理量为磁流变阻尼器通入的电流，为x₂对时间的微分；v为磁流变阻尼器运动部分的向后运动速度，n为表征速度与阻尼力F_MRD第一构成项之间关系的指数函数的指数数值，a₁为F_MRD第一构成项与vⁿ的比例系数，f为电流幅值与库仑力幅值之间的非线性函数关系，th为双曲正切函数，a₃和a₄分别为F_MRD第二构成项中包含的双曲正切函数的两个系数，u_DC为给控制磁流变阻器的逆变器供电的直流电源的电压，u_control为数字控制器中的电压控制量，R为磁流变阻尼器的电阻，L为磁流变阻尼器的电感，t₃为电流产生磁场到磁流变液屈服强度达到最强时的延时时间常数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用自抗扰控制算法对目标火炮后坐缓冲系统的扰动因子进行实时估计和补偿，得到目标控制系统的过程，包括：

利用所述自抗扰控制算法对所述目标火炮后坐缓冲系统中的第一扰动因子和第二扰动因子进行实时估计和补偿，得到第一目标控制系统和第二目标控制系统；其中，所述第一扰动因子为所述目标火炮后坐缓冲系统中错误的状态反馈值，所述第二扰动因子为所述目标火炮后坐缓冲系统中由于电子元器件的运行使得所述目标火炮后坐缓冲系统运行异常的干扰值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述自抗扰控制算法对所述目标火炮后坐缓冲系统中的第一扰动因子和第二扰动因子进行实时估计与补偿，得到第一目标控制系统和第二目标控制系统的过程，包括：

利用第一扩张状态观测器估计所述第一扰动因子的数值，得到第一扩张状态观测值；

利用第二扩张状态观测器估计所述第二扰动因子的数值，得到第二扩张状态观测值；

利用所述自抗扰控制算法分别对所述第一扩张状态观测值和所述第二扩张状态观测值设计相应的控制律，得到所述第一目标控制系统和所述第二目标控制系统。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一扩张状态观测器的表达式为：

式中，z₁₁为状态变量x₁的估计值，e为z₁₁对x₁的估计误差，z₁₂为第一扩张状态观测器对第一目标控制系统中扰动量的估计，u₁为第一自抗扰控制器的输出控制量，b₁和b₂为第二扩张状态观测器的反馈比例系数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二扩张状态观测器的表达式为：

式中，z₂₁为状态变量x₂的估计，e为z₂₁对x₁的估计误差，z₂₂为第二扩张状态观测器对第二目标控制系统中扰动量的估计，c₁和c₂为第二扩张状态观测器的反馈比例系数。