留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

航空光电稳定平台扰动频率自适应的自抗扰控制

李贤涛 张葆 孙敬辉 毛大鹏 柏旭光 沈宏海

李贤涛, 张葆, 孙敬辉, 毛大鹏, 柏旭光, 沈宏海. 航空光电稳定平台扰动频率自适应的自抗扰控制[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1574-1581.
引用本文: 李贤涛, 张葆, 孙敬辉, 毛大鹏, 柏旭光, 沈宏海. 航空光电稳定平台扰动频率自适应的自抗扰控制[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1574-1581.
Li Xiantao, Zhang Bao, Sun Jinghui, Mao Dapeng, Bai Xuguang, Shen Honghai. ADRC based on disturbance frequency adaptive of aerial photoelectrical stabilized platform[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(5): 1574-1581.
Citation: Li Xiantao, Zhang Bao, Sun Jinghui, Mao Dapeng, Bai Xuguang, Shen Honghai. ADRC based on disturbance frequency adaptive of aerial photoelectrical stabilized platform[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(5): 1574-1581.

航空光电稳定平台扰动频率自适应的自抗扰控制

基金项目: 

国家“863”高技术研究发展计划重点项目(2008AA121804)

详细信息
    作者简介:

    李贤涛(1986-),男,博士生,主要从事航空光电稳定平台视轴稳定的研究。Email:lixiantao_86@126.com

  • 中图分类号: TH273

ADRC based on disturbance frequency adaptive of aerial photoelectrical stabilized platform

  • 摘要: 为了进一步提高光电稳定侦查平台的抗干扰能力,文中提出一种基于扰动频率自适应的自抗扰控制新方法。首先,基于带宽单参数化的设计方法,设计了扰动频率自适应的扩张状态观测器,从而解决了传统扩张状态观测器对二阶及二阶以上系统扰动观测存在明显相位滞后的影响;然后,设计了带扰动补偿的控制规律;最后,在模拟飞行器中以2.5 Hz 以内任意频率扰动的作用下,测试其抗扰动的性能。实验结果表明:对比于传统的平方滞后超前控制器,采用于扰动频率自适应的自抗扰控制器,系统的扰动隔离度至少提高6.72 dB,且随着扰动频率大于0.5 Hz,扰动隔离度的提高更为明显,最优情况已达到12.94 dB;同时,该控制器具有很强的鲁棒性,允许被控对象参数在10%的范围内浮动,满足高精度光电稳定平台的性能要求,具有较高的实用价值。
  • [1]
    [2] Zhou Xiaoyao, Fan Dapeng, Zhang Zhiyong, et al. Analysis and design of multi-loop IMC controller for electro-optical serve control systems [J]. Infrared and Laser Engineering,2011, 40(10): 2020-2027. (in Chinese)周晓尧, 范大鹏, 张智永, 等. 光电伺服控制系统多回路内模控制器分析与设计[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(10):2020-2027.
    [3]
    [4] Wang Chen, Ma Caiwen, Liang Yanbing, et al. Self-stabilization target tracking technology based on mobile platform [J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 39(4):644-649. (in Chinese)王晨, 马彩文, 梁雁冰, 等. 基于机动平台的光电经纬仪自稳定跟踪技术[J]. 红外与激光工程, 2011, 39(4): 644-649.
    [5] Li Jiaquan, Ding Ce, Kong Dejie, et al. Velocity based disturbance observer and its application to photoelectric stabilized platform [J]. Opt Precision Eng, 2011, 19 (5):998-1004. (in Chinese)李嘉全, 丁策, 孔德杰, 等. 基于速度信号的扰动观测器及在光电稳定平台的应用[J]. 光学精密工程, 2011, 19(5):998-1004.
    [6]
    [7] Yang Dandi, Wang Xiaopan, Hu Faxing, et al. On disturbance rejection on photoelectrical stabilized platform[C]//Proceedings of the 30th Chinese Control Conference,2011: 6345-6349. (in Chinese)杨丹迪, 王晓玢, 胡发兴, 等. 光电稳定平台的抗扰问题研究[C]//第30 届中国控制年会, 2011: 6345-6349.
    [8]
    [9] Qiu Xiaobo, Dou Lihua, Shan Dongsheng, et al. Design of active disturbance rejection controller for electro-optical tracking servo system [J]. Opt Precision Eng, 2010, 18(1):220-226. (in Chinese)邱晓波, 窦丽华, 单东升, 等. 光电跟踪系统自抗扰伺服控制器的设[J]. 光学精密工程, 2010, 18(1): 220-226.
    [10]
    [11] Lian Ming, Han Zhenyu, Fu Hongya. Application of active disturbance rejection control technique to satellite attitude simulation system[J]. Opt Precision Eng, 2010, 18(3): 616-621. (in Chinese)廉明, 韩振宇, 富宏亚. 自抗扰技术在卫星姿态模拟系统中的应用[J]. 光学精密工程, 2010, 18(3): 616-621.
    [12]
    [13] Ke Jing, Su Baoku, Zeng Ming. Nonlinear stick-slip friction compensation for DC motors[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2005, 37(6): 736-739. (in Chinese)克晶, 苏宝库, 曾鸣. 一种直流力矩电机系统的滞滑摩擦补偿方法[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2005, 37(6): 736-739.
    [14]
    [15]
    [16] Li Hui, Wu Junhui, Zhu Xia, et al. Analysis and tracking principle for rate gyroscope laser seeker [J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(7): 1337-1341. (in Chinese)李慧, 吴军辉, 朱霞, 等. 速率陀螺式激光导引头稳定跟踪原理分析与仿真[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(7): 1337-1341.
    [17] Han Jingqing. Active Disturbances Rejection Control Technique-the Technique for Estimating and Compensating the Uncertainties [M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2009. (in Chinese)韩京清. 自抗扰控制技术-估计补偿不确定因素的控制技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2009.
    [18]
    [19]
    [20] Gao Zhiqiang. Scaling and bandwidth parameterization based controller tuning [C]//Proceedings of the American Control Conference. Evanston, IL: IEEE, 2003: 4989-4996.
    [21]
    [22] Gao Zhiqiang. A paradigm shift in feedback control system design[C]//Proceedings of the American Control Conference,2009: 2451-2457.
    [23] Wang Shuai, Wang Jianli, Chen Tao, et al. Application of the nonlinear tracking differentiator in velocity estimation on optical encoder [J]. Infrared and Laser Engineering, 2009,38(6): 849-853. (in Chinese)王帅, 王建立, 陈涛, 等. 非线性跟踪微分器在光电编码器测速中的应用[J]. 红外与激光工程, 2009, 38(6): 849-853.
  • [1] 张越杰, 张鹏, 冉承平, 张新勇.  扰动分离自抗扰控制在光电稳定平台上的应用 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210068-1-20210068-9. doi: 10.3788/IRLA20210068
    [2] 张伟明, 史泽林, 马德鹏.  气流扰动下光电系统高精度稳像控制方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1013008-1013008(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1013008
    [3] 王春阳, 赵尚起, 史红伟, 刘雪莲.  机载光电稳瞄平台的线性自抗扰控制 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1213002-1213002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1213002
    [4] 李浩, 张振超, 李国平, 杜福嘉, 张惠.  拼接镜面望远镜位移促动器系统的自抗扰控制 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 218005-0218005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0218005
    [5] 张文杰, 李威, 夏群利, 杜肖.  基于滑模扰动观测器的导引头隔离度在线抑制 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 23-30. doi: 10.3788/IRLA201948.S213002
    [6] 夏培培, 王志乾, 李洪文, 邓永停, 王显军.  基于自适应自抗扰控制技术的2 m望远镜K镜的速度控制研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 718006-0718006(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0718006
    [7] 方宇超, 李梦雪, 车英.  基于自抗扰控制的光电平台视轴稳定技术研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 317005-0317005(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0317005
    [8] 殷宗迪, 董浩, 史文杰, 张锋.  精确模型辨识的光电平台自抗扰控制器 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 926001-0926001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0926001
    [9] 王婉婷, 郭劲, 姜振华, 王挺峰.  光电跟踪自抗扰控制技术研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 217003-0217003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0217003
    [10] 罗奇, 李新阳.  自适应光学系统光轴抖动抑制控制器设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 432003-0432003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0432003
    [11] 顾健, 艾勇, 单欣, 王整, 刘敏, 熊准.  线性扩张状态观测器的改进及在空间光通信粗跟踪的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 322002-0322002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0322002
    [12] 顾健, 艾勇, 陈晶, 单欣, 胡国元.  扰动观测器在空间光通信PAT系统中的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 122003-0122003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0122003
    [13] 张跃, 储海荣.  半捷联导引头机电平台观测器的角速率估计 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3794-3800.
    [14] 李艳辉, 厉明, 周凌, 张楠.  基于模型匹配的光电侦察无人机飞行控制器设计方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 693-698.
    [15] 温求遒, 李然, 夏群利.  全捷联成像导引头隔离度与寄生回路稳定性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 260-266.
    [16] 冯引安, 祝小平, 周洲.  自适应串级自抗扰弹性飞翼无人机姿态控制 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1594-1599.
    [17] 孙高, 朱明超, 贾宏光, 刘慧.  摩擦自适应补偿在导引头稳定平台控制系统中的应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1316-1321.
    [18] 王嘉鑫, 林德福, 祁载康, 吕瑛洁.  全捷联导引头隔离度对制导稳定性的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2608-2613.
    [19] 李富贵, 夏群利, 蔡春涛, 祁载康.  导引头隔离度对寄生回路稳定性的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2341-2347.
    [20] 宋韬, 林德福, 祁载康, 孙宝彩.  平台导引头隔离度寄生回路特性分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3309-3314.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  740
  • HTML全文浏览量:  26
  • PDF下载量:  236
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-11
  • 修回日期:  2013-10-14
  • 刊出日期:  2014-05-25

航空光电稳定平台扰动频率自适应的自抗扰控制

    作者简介:

    李贤涛(1986-),男,博士生,主要从事航空光电稳定平台视轴稳定的研究。Email:lixiantao_86@126.com

基金项目:

国家“863”高技术研究发展计划重点项目(2008AA121804)

  • 中图分类号: TH273

摘要: 为了进一步提高光电稳定侦查平台的抗干扰能力,文中提出一种基于扰动频率自适应的自抗扰控制新方法。首先,基于带宽单参数化的设计方法,设计了扰动频率自适应的扩张状态观测器,从而解决了传统扩张状态观测器对二阶及二阶以上系统扰动观测存在明显相位滞后的影响;然后,设计了带扰动补偿的控制规律;最后,在模拟飞行器中以2.5 Hz 以内任意频率扰动的作用下,测试其抗扰动的性能。实验结果表明:对比于传统的平方滞后超前控制器,采用于扰动频率自适应的自抗扰控制器,系统的扰动隔离度至少提高6.72 dB,且随着扰动频率大于0.5 Hz,扰动隔离度的提高更为明显,最优情况已达到12.94 dB;同时,该控制器具有很强的鲁棒性,允许被控对象参数在10%的范围内浮动,满足高精度光电稳定平台的性能要求,具有较高的实用价值。

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回