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基于自抗扰控制的光电平台视轴稳定技术研究

方宇超 李梦雪 车英

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[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(3): 317005-0317005(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0317005
引用本文: 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[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(3): 317005-0317005(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0317005
Fang Yuchao, Li Mengxue, Che Ying. Study on ADRC based boresight stabilized technology of photoelectric platform[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(3): 317005-0317005(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0317005
Citation: Fang Yuchao, Li Mengxue, Che Ying. Study on ADRC based boresight stabilized technology of photoelectric platform[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(3): 317005-0317005(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0317005

基于自抗扰控制的光电平台视轴稳定技术研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0317005
基金项目: 

国家自然科学基金(61405191)

详细信息
    作者简介:

    方宇超(1989-),男,博士生,主要从事光电平台伺服系统控制方面的研究。Email:hansasnow@163.com

    通讯作者: 李梦雪(1989-),女,助教,本科,主要从事汽车发动机技术方面的研究。Email:lmx3519@sina.com
  • 中图分类号: TP273

Study on ADRC based boresight stabilized technology of photoelectric platform

  • 摘要: 针对影响光电平台控制精度的载体速度扰动以及测量噪声等因素,设计了扰动自抗扰以及滤波控制的两部分控制策略。首先,通过分析光电平台伺服系统速度稳定环的数学模型中扰动作用原理,等效各个扰动作用并提出扰动总和思想,设计了基于降阶扩张状态观测器的自抗扰控制器。其次,利用卡尔曼滤波器对系统中测量噪声进行了滤波处理,降低了扩张状态观测器的估计误差。最后,详细地进行了传统PI控制系统与文中设计的卡尔曼自抗扰控制系统的对比实验。实验结果表明,在设计带宽相同的情况下,卡尔曼自抗扰控制系统相比PI控制系统的阶跃响应稳定时间减小32.53%,超调幅值减小72.73%;当使用摇摆台引入幅值为1频率、在2.5 Hz以内的正弦扰动时,卡尔曼自抗扰控制系统较PI控制系统的扰动隔离度提升了54.67%以上;在系统模型参数改变15%范围内,卡尔曼自抗扰控制系统仍具有优异的扰动隔离性能,表现出较强鲁棒性,满足光电平台视轴稳定的性能要求,对提升视轴稳定精度有较高实用价值。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-05
  • 修回日期:  2017-11-03
  • 刊出日期:  2018-03-25

基于自抗扰控制的光电平台视轴稳定技术研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0317005
    作者简介:

    方宇超(1989-),男,博士生,主要从事光电平台伺服系统控制方面的研究。Email:hansasnow@163.com

    通讯作者: 李梦雪(1989-),女,助教,本科,主要从事汽车发动机技术方面的研究。Email:lmx3519@sina.com
基金项目:

国家自然科学基金(61405191)

  • 中图分类号: TP273

摘要: 针对影响光电平台控制精度的载体速度扰动以及测量噪声等因素,设计了扰动自抗扰以及滤波控制的两部分控制策略。首先,通过分析光电平台伺服系统速度稳定环的数学模型中扰动作用原理,等效各个扰动作用并提出扰动总和思想,设计了基于降阶扩张状态观测器的自抗扰控制器。其次,利用卡尔曼滤波器对系统中测量噪声进行了滤波处理,降低了扩张状态观测器的估计误差。最后,详细地进行了传统PI控制系统与文中设计的卡尔曼自抗扰控制系统的对比实验。实验结果表明,在设计带宽相同的情况下,卡尔曼自抗扰控制系统相比PI控制系统的阶跃响应稳定时间减小32.53%,超调幅值减小72.73%;当使用摇摆台引入幅值为1频率、在2.5 Hz以内的正弦扰动时,卡尔曼自抗扰控制系统较PI控制系统的扰动隔离度提升了54.67%以上;在系统模型参数改变15%范围内,卡尔曼自抗扰控制系统仍具有优异的扰动隔离性能,表现出较强鲁棒性,满足光电平台视轴稳定的性能要求,对提升视轴稳定精度有较高实用价值。

English Abstract

参考文献 (13)

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