全姿態(tài)慣性穩(wěn)定平臺控制方法研究.pdf

1、為保證慣性平臺臺體坐標(biāo)系維持精確的慣性基準(zhǔn)，對平臺控制系統(tǒng)穩(wěn)定回路提出嚴(yán)格要求。本文為提高全姿態(tài)慣性穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度，建立了平臺運動學(xué)和動力學(xué)模型，利用滑?？刂品椒ㄔO(shè)計了一種適用于該系統(tǒng)的控制器，并提出一種框架角軌跡分區(qū)控制方案。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對全姿態(tài)框架式慣性穩(wěn)定平臺的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，建立了全姿態(tài)框架平臺的運動學(xué)關(guān)系和平臺各回路動力學(xué)方程。根據(jù)單自由度積分陀螺儀的工作原理，建立了三個陀螺儀

2、輸出軸的動力學(xué)方程。⑵研究了適用于全姿態(tài)框架式慣性穩(wěn)定平臺系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器。對適用于該系統(tǒng)的傳統(tǒng)龍貝格觀測器、比例積分觀測器、擴張狀態(tài)觀測器進行研究，并將比例積分觀測器和擴張狀態(tài)觀測器結(jié)合，組成組合觀測器，觀測得到較為精確的狀態(tài)量估計值及狀態(tài)量微分項。⑶針對系統(tǒng)初值為零的情況，為提高平臺控制系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度，提出一種非線性積分滑?？刂品椒?。該方法利用滑模面的積分項降低系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，利用非線性函數(shù)“小誤差放大，大誤差飽和”的性質(zhì)改

3、善系統(tǒng)動態(tài)性能。與傳統(tǒng)積分滑模和線性積分滑模相比，非線性積分滑模的控制性能更加優(yōu)越。⑷針對系統(tǒng)初值不為零的情況，在非線性積分滑模控制的基礎(chǔ)上設(shè)計一種全程非線性積分滑模面。全程非線性積分滑模控制使系統(tǒng)在初始時刻即在滑模面上，弱化了初始條件對動態(tài)性能的影響，消除了到達階段，從而使得全過程均具備強魯棒性，克服了到達階段不具備魯棒性的缺點。⑸針對全姿態(tài)系統(tǒng)軸間耦合的問題，分析系統(tǒng)各通道耦合誤差來源，忽略對系統(tǒng)影響較小的耦合誤差項，在非線性積分滑