船載天線平臺穩(wěn)定與跟蹤控制技術(shù)研究.pdf

1、船載定向輻射天線在跟蹤運動目標時無法避免因船體運動引起的天線瞄準線晃動，瞄準線晃動不能保證天線對運動目標的高精度跟蹤，因此需要采用穩(wěn)定跟蹤技術(shù)隔離船體擾動使得天線在慣性空間以穩(wěn)定姿態(tài)跟蹤運動目標。本文以支撐天線的伺服二自由度穩(wěn)定平臺作為研究主體，從提高天線平臺動態(tài)響應(yīng)能力、穩(wěn)定和跟蹤精度、抗外力干擾能力的角度出發(fā)，較為系統(tǒng)地研究了天線平臺穩(wěn)定與跟蹤控制技術(shù)，主要研究內(nèi)容如下：
　　分析了船體運動模型，闡述了船體運動對船載天線的影響

2、。對船載天線平臺進行了運動學(xué)建模，推導(dǎo)平臺隔離船體角運動數(shù)學(xué)機理，討論了陀螺的安裝方案。對天線平臺單軸控制環(huán)路進行了建模和設(shè)計，引入了電流環(huán)并采用內(nèi)速度外穩(wěn)定雙環(huán)代替常規(guī)的單速度環(huán)，對電流環(huán)和速度環(huán)進行了設(shè)計和校正。建立了穩(wěn)定環(huán)和位置環(huán)模型，討論了穩(wěn)定環(huán)中陀螺濾波的重要性，分析了位置環(huán)對擾動的隔離性能。
　　針對瞄準線穩(wěn)定控制系統(tǒng)的特點和要求，從改進控制結(jié)構(gòu)和控制策略的角度出發(fā)，提出了一種基于 PSO尋優(yōu)的相對變論域 FUZZY-

3、PID復(fù)合控制方法。對FUZZY控制器輸入除以絕對值小于1的冪函數(shù)型伸縮因子進行擴張，輸出再乘以調(diào)整因子從而相對性地改變論域。應(yīng)用改進的PSO算法對伸縮因子和調(diào)整因子參數(shù)進行離線尋優(yōu)，采用與PID結(jié)合的復(fù)合控制策略消除FUZZY控制的固有靜差，仿真實驗結(jié)果表明了該方法的可行性和有效性。
　　分析了時滯對跟蹤性能的影響。為了遏制目標機動性給跟蹤帶來的不利影響，采用當前統(tǒng)計模型對運動目標進行建模，應(yīng)用自適應(yīng)卡爾曼濾波對目標位置進行濾波