车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计_李红光

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1、第３３卷第６期应用光学Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６２０１２年１１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓＮｏｖ．２０１２文章编号：１００２－２０８２（２０１２）０６－１０２４－０６车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计李红光，韩伟，宋亚民，谭名栋，郭新胜，雷海丽（西安应用光学研究所，陕西西安７１００６５）摘要：为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能，针对车载光电稳定平台的扰动特点，依据自抗扰控制算法的分离特性，提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统，系统对指令信号安排过渡过程，即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明：设计的自抗扰控制伺服系统既保证了车载光电稳定平台稳

2、定误差为０．１２９ｍｉｌ（１σ），又提高了平台的自动跟踪性能，是一种可应用在稳定跟踪平台系统中的理想控制器。关键词：车载光电；稳定跟踪平台；自抗扰控制；伺服系统中图分类号：ＴＮ３１２．８文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．５７６８／ＪＡＯ２０１２３３．０６０１００４ＡｃｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍｆｏｒｖｅｈｉｃｌｅｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍＬＩＨｏｎｇ－ｇｕａｎｇ，ＨＡＮＷｅｉ，ＳＯＮＧＹａ－ｍｉｎ，ＴＡＮＭｉｎｇ－ｄｏｎｇ，ＧＵＯＸｉｎ－ｓｈｅｎｇ，ＬＥＩＨａｉ－

3、ｌｉ（ＸｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，Ｘｉａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｌａｔ－ｆｏｒｍａｎｄｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＤＲＣ）ａｌｇｏ－ｒｉｔｈｍ，ａｎａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｐｒｏｖｉｄｅｄｗｉｔｈｉｎｔｅｇｒ

4、ａｌｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｅｒｖｏｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｖｅｈｉｃｌｅｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．ＰｒａｃｔｉｃｅｓｗｉｎｇｔｅｓｔｉｎｇｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅＡＤＲＣｍｅｔｈｏｄｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｐｌａｔ－ｆｏｒｍｉｓ０．１２９ｍｉｌ（１σ），ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｔｉｓａｎｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｌａ

5、ｔｆｏｒｍｔｒａｃｋｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ；ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒａｃｋｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ；ａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＡＤＲＣ）；ｓｅｒｖｏｓｙｓｔｅｍ引言题。ＡＤＲＣ是一种不依赖于系统模型的新型非线随着科技的发展，现代战争要求车载武器系统性控制器，它具有超调小、收敛速度快、精度高、抗具有更高的机动性能，车载光电系统对稳定跟踪平干扰能力强及算法简单等特点，已在航空、舰船和台伺服回路性能的要求也越来越高，不但要求伺服高性能武器系统控制中得到实

6、际应用。本文将首系统具有很高的稳态精度和很好的动态品质，而且先分析车载稳定跟踪平台伺服系统的数学模型及还要具有足够大的适应范围和抗干扰能力。因此，其噪声、扰动特性，然后依据这些特点及车载光电有必要寻找新的控制方法，改进伺服系统的性能。稳定平台的技术要求，在自抗扰控制算法的基础本文依据车载光电稳定平台的特点，提出如上加入积分项，设计车载稳定跟踪平台伺服系统何应用自抗扰控制器（ａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｒｅｊｅｃｔｉｏｎ的控制回路，最后进行系统设计、仿真及实验，分ｃｏｎｔｒｏｌ，ＡＤＲＣ）解决车载稳定跟踪平台的控制问析了实验数据。收稿日期：２０１１－１２－２０

7、；修回日期：２０１２－０７－２３作者简介：李红光（１９８３－），男，山东巨野人，博士研究生，主要从事光电系统和先进伺服控制等技术的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｒｅｄｌｉｇｈｔ００７＠１６３．ｃｏｍ应用光学２０１２，３３（６）李红光，等：车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计·１０２５·１车载稳定跟踪平台的数学模型及平衡力矩主要是由设计和装配带来的，大小和方向取决于颠簸或冲击的加速度，一般可以认为是扰动随机的脉冲干扰，是影响稳定平台精度和性能的车载稳定平台系统主要由双自由度运动平主要因素。陀螺的漂移和电气干扰都是随机干台、方位、俯仰力矩电机、敏感空间姿态陀螺、旋转扰，影响相

8、对较小，可