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航和制導系統(tǒng)的關鍵部分，其穩(wěn)定性與控制精度對整個精確制導系統(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實意義和理論指導作用。平臺的工作環(huán)境復雜、干擾嚴重，環(huán)架之間存在著較強的耦合關系，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行研究。
　　本研究主要內容包括：⑴在分析三軸環(huán)

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

3、結果表明比例變結構 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，較模糊PID控制，進入穩(wěn)態(tài)的時間變短，超調量變小，控制性能得到一定提高。跟蹤回路加入Smith預估器對光電傳感器和視頻跟蹤器引起的純滯后進行補償。研究顯示Smith預估器能有效補償