三軸跟瞄平臺(tái)隨動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)載光電跟瞄平臺(tái)是利用光電傳感器對(duì)地面或者空中目標(biāo)進(jìn)行搜索、識(shí)別、定位與跟蹤的機(jī)載目標(biāo)探測(cè)設(shè)備。平臺(tái)的工作環(huán)境復(fù)雜、干擾嚴(yán)重，環(huán)架之間存在著較強(qiáng)的耦合關(guān)系，光電傳感器和視頻跟蹤器引起的大滯后也會(huì)造成很大的動(dòng)態(tài)誤差和降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。光電跟瞄平臺(tái)是慣性導(dǎo)航和制導(dǎo)的關(guān)鍵部分，其穩(wěn)定性與控制精度對(duì)整個(gè)精確制導(dǎo)系統(tǒng)有很大的影響，因此對(duì)光電跟瞄平臺(tái)控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論指導(dǎo)作用。因此光電跟瞄平臺(tái)控制性能的改善需要從提高穩(wěn)定控制的魯

2、棒性、抗干擾能力和跟蹤精度等幾方面進(jìn)行研究。
　　本文分析了光電跟瞄平臺(tái)三軸環(huán)架的結(jié)構(gòu)、工作原理及環(huán)架間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，首先在考慮耦合更接近與實(shí)際對(duì)象的情況下，推導(dǎo)列寫動(dòng)力學(xué)方程，建立三軸環(huán)架精確的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)含有非線性項(xiàng)復(fù)雜的精確模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化和變形，得到適用于控制器設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。其次在不考慮耦合情況下建立各個(gè)模塊的數(shù)學(xué)模型，最后列寫對(duì)應(yīng)的狀態(tài)空間方程，得到環(huán)架的數(shù)學(xué)模型。對(duì)穩(wěn)定回路設(shè)計(jì)了基于LMI的狀態(tài)反饋H∞穩(wěn)定控制器及多

3、輸入系統(tǒng)極點(diǎn)配置控制器，分別建立跟瞄平臺(tái)穩(wěn)定控制系統(tǒng)，并對(duì)其控制效果進(jìn)行對(duì)比研究。仿真結(jié)果表明，二者皆能實(shí)現(xiàn)對(duì)光電跟瞄平臺(tái)的穩(wěn)定控制，都具有魯棒性能。相較于多輸入極點(diǎn)配置的復(fù)雜性，狀態(tài)反饋H∞控制器的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，超調(diào)更小且達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間短，具有較高的穩(wěn)定精度和響應(yīng)速度，控制性能明顯較高。對(duì)跟蹤回路設(shè)計(jì)變論域模糊 PID控制器，并選擇合理的伸縮因子α、β，設(shè)計(jì)了耦合情況和不耦合情況下的變論域模糊PID跟蹤控制器，并與一般的模糊PID進(jìn)行對(duì)