1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
2 西北工业大学, 西安 710000
3 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司, 哈尔滨 150000
4 山西文水90队,山西 文水 032000
5 中国人民解放军93126部队, 北京 100000
针对机载环境下控制系统受到干扰和噪声的双重影响, 而传统干扰观测器难以有效抑制噪声影响的问题, 引入了一种降噪干扰观测器, 能同时抵抗扰动和噪声的影响。首先, 介绍了传统干扰观测器的原理, 分析了传统干扰观测器不能抑制噪声影响的原因;然后, 分析了降噪干扰观测器的原理, 发现通过选择合适的滤波器, 系统能同时获得比较好的抗扰和抗噪能力;最后, 设计了控制器和降噪干扰观测器, 并进行了仿真实验, 仿真结果证实了理论分析, 系统同时具有抗扰和抗噪能力。
光电稳定平台 降噪干扰观测器 干扰观测器 滤波器 electro-optical stabilized platform noise reduction disturbance observer disturbance observer filter
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
针对光电稳定平台的建模不确定性和未建模不确定性问题, 提出一种基于扰动估计的自适应鲁棒控制算法。该算法将自适应鲁棒控制(ARC)和干扰观测器(DOB)相结合, 并将干扰观测器得到的扰动估计值融合进自适应鲁棒控制算法设计中, 利用自适应鲁棒控制的参数自适应律对其进行自适应补偿, 进一步提高光电稳定平台的稳态精度。仿真结果表明, 所提算法与直接采用传统DOB前馈补偿相比具有超调量小、调节时间短的优点, 并且有效地提高了光电稳定平台的扰动抑制能力。
光电稳定平台 干扰观测器 自适应鲁棒控制 李雅普诺夫函数 photoelectric stabilized platform disturbance observer Adaptive Robust Control (ARC) Lyapunov function
1 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
为了提高机载光电稳定平台的动态性能及稳定精度，提出了一种非线性积分滑模的控制方法，该方法可以解决传统滑模具有的稳态误差及传统积分滑模超调量大、调节时间长以及暂态性能恶劣等问题; 采用改进的指数趋近律，可加快响应速度并减小抖振。另外，将非线性积分滑模面引入滑模观测器，提高了系统的抗扰能力。仿真结果表明，与传统滑模、传统线性积分滑模相比，该方法可以无超调、更快、更准确地跟踪输入指令，并且瞄准线稳定精度相较于传统滑模提高28.43%。因此，所设计的控制方法既提高了系统的动态性能，也提高了平台的稳定精度。
光电稳定平台 速度环 非线性积分滑模 滑模干扰观测器 electro-optical stabilized platform velocity loop nonlinear integral sliding mode control sliding mode disturbance observer
红外与激光工程
2021, 50(10): 20210068
1 中国空空导弹研究院，河南洛阳 471009
2 航空制导武器航空科技重点实验室，河南洛阳 471009
框架式稳定平台中的装调误差影响视线角速度的测量精度。给出了框架轴系偏差的数学描述，在此基础上研究了轴系偏差和陀螺敏感轴交叉耦合情况下三自由度框架式红外稳定平台对视线角速度的计算方法。并比较了这两类装调误差对视线角速度测量精度影响的大小。仿真结果表明，通过对装调误差补偿，视线角速度的测量精度可显著改善。所得结果对新型框架式稳定平台系统的误差指标分配具有重要的参考价值。
稳定平台 装调误差 框架轴系 视线角速度 stabilized platform, installation error, axis syst
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471023
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所,河南 洛阳 471000
3 空装驻洛阳地区第二军事代表室,河南 洛阳 471000
4 中国人民解放军95655部队, 四川 邛崃 611500
为了提高线性自抗扰控制(LADRC)应用下的光电稳定平台稳定精度及抗干扰能力, 提出一种变论域模糊自抗扰控制(VFADRC)方法。在系统模型未知的情况下, 在线性自抗扰的设计中引入不依赖模型信息的模糊控制器, 使用伸缩因子函数实现变论域设计, 并将VFADRC与线性自抗扰及模型辅助自抗扰(MLADRC)方法进行仿真对比。仿真结果表明: 所设计的变论域模糊自抗扰控制器具有调节时间短、超调量小的优点, 同时抗扰性能大幅提高, 能够有效提高光电稳定平台的干扰抑制能力。
光电稳定平台 变论域模糊控制 自抗扰控制 非线性误差反馈 photoelectric stabilized platform variable domain fuzzy control active disturbance rejection control nonlinear error feedback
1 中国酒泉卫星发射中心, 甘肃 酒泉 732750
2 国防科学技术大学, 长沙 410073
两自由度柔索传动稳定平台通过电机并联驱动实现负载端动力输出, 其耦合特性为控制系统设计增加了难度, 制约了控制品质的提升。在运动学分析的基础上, 采用拉格朗日方法构建动力学模型; 基于典型耦合结构, 开展双输入双输出耦合系统耦合度分析和计算; 分析解耦控制原理, 提出一种前馈补偿解耦控制策略, 并进行仿真验证。研究计算结果表明：所述平台本质是双输入双输出耦合系统, 存在动力耦合和位置耦合, 位置耦合作用的效果是调和动力耦合, 提出的前馈补偿解耦策略能够实现平台动力和位置完全解耦, 达到理想的解耦控制效果。
稳定平台 并联结构 解耦控制 拉格朗日方程 耦合度 stabilized platform parallel structure decoupling control Lagrange equation coupling degree
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
针对半捷联稳定平台中框架角速率的提取问题, 首次提出了一种基于非线性跟踪微分器的测速方案, 此方案可以避免常规差分测速带来的误差放大问题, 并且可以利用预报补偿方法解决非线性跟踪微分器带来的相位延迟问题。数值仿真和实验结果表明, 非线性跟踪微分器可以从框架角位置信号中准确地提取角速率信号, 实验证明了基于非线性跟踪微分器的半捷联稳定方法与直接稳定方法对低频角扰动的隔离能力相当, 并证明了非线性跟踪微分器在半捷联稳定平台中应用的可行性和有效性。
非线性跟踪微分器 半捷联稳定平台 角速率估计 nonlinear tracking differentiator semi-strapdown stabilized platform angular rate estimation
1 中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院, 西安 710089
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
为提高轻型机载光电稳定平台的扰动抑制能力, 设计了一种基于扰动观测器与Stribeck模型相结合的稳定控制回路。首先, 对机载光电稳定平台稳定环路进行建模, 分析扰动来源, 确定补偿方案。其次, 在传统稳定回路的基础上, 加入Stribeck摩擦补偿器和DOB扰动观测器, 通过仿真验证其对稳定精度提升的可行性。结果表明, 在5 Hz, 0.12°的正弦扰动下, 视轴的稳定精度提高近5倍, 有效地抑制了机构“低速爬行”, 速度跟踪误差的均方根值从0.31 (°)/s下降至0.07 (°)/s, 且对于不同频率扰动的隔离度均有明显提升。
Stribeck摩擦 经典PID控制 光电稳定平台 DOB观测器 隔离度 Stribeck friction classical PID control photoelectric stabilized platform DOB isolation
数据精度是舰载IRST的重要指标,安装误差是影响该精度的因素之一。分析了IRST在船上安装存在的误差,根据其稳定平台的工作原理,建立了五个坐标系,通过矩阵变换,推导了安装误差对IRST精度影响的计算方法。计算了多种工况下导致的误差,结果表明,安装误差对IRST精度影响较大,在纵横摇较大的情况下容易导致数据精度超差,因此,需要对其进行控制或补偿。
数据精度 稳定平台 航向误差 水平误差 坐标转换 data accuracy stabilized platform course error horizontal error coordinate transformation
