陀螺稳定平台模型参数辨识及其自抗扰控制研究

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1、夺留許＾若若大赛ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ硕±学位论文．戀．Ｊ论文题目哈螺稳走半舍摸型泉教辨权义在旬如化控制研或作者姓名孙光主学科专业控制科学与工程道＞教援史导师姓名二〇—六年五月完成时间＇中逸种聲我木乂＃硕±学位论文陀螺稳定平台模型参数辨识及其自抗扰控制研究＾作者姓名／：孙光立学科专业：控制科学与工程Ｌ导师姓名：丛爽教授－完成时

2、间：二〇六年五月二十四日■、ＵｎｉｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｉｖｅｒｓｔｙｏｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａＡ’ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇｍＭｏｄｅｌＰａｒａｍｅｔｅｒＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＡｃｔｉｖｅＤｉｓｔｕｒｂａｎｃｅＲｅｅｃｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆｊＧ－ＳｒｏｔａｂｉｌｉｚｅｄＰｌａＷｏｒｍｙ’Ａｕ化ｏｒｓＮａｍｅ：ＧｕａｎｇｌｉＳｕｎＳｅｃｉａｌｉｔ：Ｃｏｎｔｒｏｌ

3、ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＳｈｕａｎｇＣｏｎｐｇ化Ｆｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａｙ２４，２０１６－－＇巧：－么■中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加Ｊｌ，论文中不包含任何他人己经发表或撰写＾ｉ标注和致谢的地方外过的研究成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。．．义外＾／签字日期＼吃

4、考签兔：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权：，即学校有权按有关规定向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制一手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的內容相致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。公开□保密（）９＿年作者签名：导师签名

5、：＇签字■ｊｙｊ日期：签字日期：摘要＾病要陀螺稳定平台（ＧｙｒｏｓｃｏｐｅＳｔａｂｉｌｉｚｅｄＰｌａｔｆｏｒｍ，ＧＳＰ）是隔离载体的振动并克服载体姿态变化对固定安装在平台上的激光测距仪等光电跟踪设备的影响，同时在控制指令的驱动下，完成光电设备对目标的捕获和跟踪的装置。影响陀揉稳定平台瞄离控制精度的主要因素有：被控系统模型中的未建模部分、化态的随机扰动Ｗ及输出信号的测量噪声等。实际应用中的陀螺稳定平台仅仅使用ＰＩＤ控制一一器很难达到更高的期望性能指标。

6、为进步提高隔离精度，需要个综合解决各方面影响因素的控制方案。本论文的主要研巧工作是针对影响控制的立个因素，设计消除Ｈ方面影响的综合控制策略，实现稳定平台的抗扰控制，主要包含Ｗ下Ｈ个方面：１）在本团队己建立的稳定平台内方位速度环非线性摩擦力模型的基础上，利用遗传算法工具箱对速度环模型中的１２个参数进行辨识，利用实数编码的加速遗传算法、混合遗传算法、多种辭遗传算法、自适应遗传算法，对参数辨识的结果进行优化，得到速度环的数学模型。一一２）针对性能的主要的因素，设计个两步控制策

7、略：第步，利用自抗扰对系统中未建模部分进行观测及其前向补偿，并设计自抗扰控制中反馈控制为ＰＩＤ控制实现巧平台扰动的调节控制；第二步利用Ｋａｌｍａｎ巧波器对系统中的状态犹°动及测量噪声进行滤波消除。实验结果表明，该方案在幅值为３、频率为１／細Ｚ的载体扰动下能达到４．６１％的巧离度，与非线性摩擦力建模辨识及其前向补偿策略控制实际陀操稳定平台达到的隔离度的最好值９．３９％相比，所题出的控制厢离性能提商了５０．９％，具有更髙的实用价值。３）将设计的自抗犹控制与基于速度犹动观

8、測器的抗犹控制，在陀揉稳定平台的抗扰控制研究问题下进行基于ＳＩＭＵＬＩＮＫ的仿真性能对比实验，对两者实°验结果进行了性能对比分析。实验结果表明，两种方案在幅值为３频率为１／６ＨＺ的载体犹动下，自抗扰控制能达到４．６１％的巧离度，基于扰动观测器的控制策略能达到３．０５％，对比利用非线性摩擦力辨识模型进行前向补偿控制在实。际控制系统达到的晓离度的最好值为９．３９％，大大提髙了巧离性能同时对两种控制策略的对比中发现，自抗扰控制的实时性更