光電跟瞄平臺穩(wěn)定跟蹤控制系統(tǒng)研究.pdf

1、光電跟瞄平臺作為慣性導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其穩(wěn)定性與控制精度對整個精確制導(dǎo)系統(tǒng)有很大的影響，因此對光電跟瞄平臺控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論指導(dǎo)作用。平臺的工作環(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造成很大的動態(tài)誤差和降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此光電跟瞄平臺控制性能的改善需要從提高穩(wěn)定控制的魯棒性、抗干擾能力和跟蹤精度等幾方面進(jìn)行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在分析三軸環(huán)

2、架光電跟瞄平臺工作原理和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，不考慮環(huán)架之間的耦合，根據(jù)各部分的機(jī)械、受力和電路等方程，建立各部分相對應(yīng)的傳遞函數(shù)，進(jìn)而得到平臺各環(huán)架的數(shù)學(xué)模型。⑵穩(wěn)定回路設(shè)計了PID控制器，仿真結(jié)果表明系統(tǒng)控制效果較好，超調(diào)量變小，但是穩(wěn)定性與抗干擾能力比較差。采用比例策略的變結(jié)構(gòu)控制，推導(dǎo)滑模存在的條件，選擇合適的比例參數(shù)α,β,設(shè)計趨近律此處公式省略:的滑模變結(jié)構(gòu)控制器。把所設(shè)計的變結(jié)構(gòu)控制器與PID控制相結(jié)合控制平臺框架的穩(wěn)定回路。仿真

3、結(jié)果表明比例變結(jié)構(gòu) PID控制的平臺框架穩(wěn)態(tài)誤差減小，有較高的穩(wěn)態(tài)精度和響應(yīng)速度，控制性能較PID控制明顯提高。⑶對模糊PID控制器加入變論域思想，選擇合理的伸縮因子α,β,分別設(shè)計了三個環(huán)架的變論域模糊 PID跟蹤控制器。仿真研究表明，系統(tǒng)的抗干擾能力增強(qiáng)，較模糊PID控制，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的時間變短，超調(diào)量變小，控制性能得到一定提高。跟蹤回路加入Smith預(yù)估器對光電傳感器和視頻跟蹤器引起的純滯后進(jìn)行補(bǔ)償。研究顯示Smith預(yù)估器能有效補(bǔ)償