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

基于ESO的导引头稳定平台双积分滑模控制

张明月 刘慧 储海荣 张玉莲 孙婷婷 苗锡奎

张明月, 刘慧, 储海荣, 张玉莲, 孙婷婷, 苗锡奎. 基于ESO的导引头稳定平台双积分滑模控制[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(8): 817009-0817009(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0817009
引用本文: 张明月, 刘慧, 储海荣, 张玉莲, 孙婷婷, 苗锡奎. 基于ESO的导引头稳定平台双积分滑模控制[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(8): 817009-0817009(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0817009
Zhang Mingyue, Liu Hui, Chu Hairong, Zhang Yulian, Sun Tingting, Miao Xikui. Double integral sliding mode control based on ESO for stabilized platform of seeker[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(8): 817009-0817009(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0817009
Citation: Zhang Mingyue, Liu Hui, Chu Hairong, Zhang Yulian, Sun Tingting, Miao Xikui. Double integral sliding mode control based on ESO for stabilized platform of seeker[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(8): 817009-0817009(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0817009

基于ESO的导引头稳定平台双积分滑模控制

doi: 10.3788/IRLA201847.0817009
基金项目: 

中国洛阳电子装备试验中心光电对抗测试评估技术重点实验室开放课题(GKCP2017001,GKCP2017002)

详细信息
    作者简介:

    张明月(1986-),女,助理研究员,博士,主要从事惯性稳定平台运动学、动力学与控制方面的研究。Email:zyy_2011@163.com

  • 中图分类号: TJ765.3

Double integral sliding mode control based on ESO for stabilized platform of seeker

  • 摘要: 为了提高导引头稳定平台抗扰性及速度稳态跟踪性能,提出了一种基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的双积分滑模控制器(Double Integral Sliding Mode Controller,DISMC)。首先,采用二阶扩张状态观测器对系统的未知扰动进行估计;然后,采用了双积分滑模控制器实现了系统的低稳态误差跟踪,同时采用了改进的幂次趋近律来削弱控制系统的抖振影响;最后,采用导引头稳定平台进行目标跟踪实验和隔离度性能测试。实验结果表明,与传统基于扰动观测器(Disturbance Observer,DOB)的PI控制方法相比,跟踪3()/s的梯形波时,在提出的控制器作用下速度跟踪快速性提高了48 ms,跟踪误差标准差提高了0.0131()/s。同时用转台模拟弹体扰动分别为sin(t)、3sin(5t)、7sin(2t)时,系统的隔离度分别提高了2.91%、0.45%、0.7%,表明基于扩张状态观测器的双积分滑模控制器对导引头稳定平台具有较强的抗扰性和较好的跟踪性能。
  • [1] Jin Chaoqiong, Zhang Bao, Li Xiantao, et al. Friction compensation strategy of photoelectric stabilized platform based on disturbance observer[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2017, 47(6):1876-1885. 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 等.基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6):1876-1885.
    [2] Zhou Taopin, Li Younian. Analysis and adaptive compen-sation of seeker disturbance torque[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7):1830-1834. (in Chinese)周桃品, 李友年. 位标器干扰力矩的分析与自适应补偿[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(7):1830-1834.
    [3] Mohammad Sheikh Sofla, Mohammad Zareinejad, Mohsen Parsa, et al. Integral based sliding mode stabilizing a camera platform using kalman filter attitude estimation[J]. Mechatronics, 2017, 44:42-51.
    [4] Li Xiantao, Zhang Bao, Sun Jinghui, et al. ADRC based on disturbance frequency adaptive of aerial photoelectrical stabilized platform[J]. Infrared and laser Engineering, 2014, 43(5):1574-1581. (in Chinese)李贤涛, 张葆, 孙敬辉, 等. 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.
    [5] Hassan K Khalil. Nonlinear System[M]. Translated by Zhu Yisheng, et al. Beijing:Publishing House of Electronics Industry, 2011. (in Chinese) (美)Hassan K Khalil.非线性系统[M]. 朱义胜,等译. 北京:电子工业出版社, 2011.
    [6] Atta Oveis, Tamara Nestorovi. Robust observer-based adaptive fuzzy sliding mode controller[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2016, 76-77:58-71.
    [7] Syuan-Yi Chen, Sheng-Sian Gong. Hierarchical double integral sliding-mode control for second-order under actuated systems[C]//CACS International Automatic Control Conference, 2014:173-178.
    [8] Dong Lili, Zhang Yao, Gao Zhiqiang. A robust decentralized load frequency controller for interconnected power systems[J]. ISA Transactions, 2012, 51:410-419.
    [9] Pradhan R. Subudhi B. Double integral sliding mode MPPT control of a photovoltaic system[C]//IEEE Transactions on Control System Technology, 2016, 24:285-292.
    [10] Freidovich L B, Khalil H K. Performance recovery of feedback-linearization-based designs[C]//IEEE Trans Autom Control, 2008, 53:2324-2334.
    [11] Kumar J, Kumar V, Rana K P S. Efficient reaching law for SMC with PID surface applied to a manipulator[C]//Computational Intelligence on Power, Energy and Controls with Their Impact on Humanity, IEEE, 2017:51-56.
    [12] Chun Yin, Chen Yangquan, Zhong Shouming. Fractional-order power rate type reaching law for sliding mode control of uncertain nonlinear system[C]//Proceedings of 19th World Congress The international Federation of Automatic Control Cape Town, 2014:2369-5374.
    [13] Tan S C, Lai Y M, Chi K. T. Indirect sliding mode control of power converters via double integral sliding surface[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, 23(2):600-611.
    [14] Mu Enxu, Ma Zhenqun, Feng Bin, et al. Friction compensation strategy for numerical control machine tools by reversing character analyzing[J]. Journal of Xi'an Jiao Tong Universigy, 2014, 48(8):47-53. (in Chinese)牟恩旭, 马振群, 冯斌, 等.利用数控机床换向特性分析的摩擦误差补偿方法[J]. 西安交通大学学报, 2014, 48(8):47-53.
    [15] Zhao Jianzhou, He Chao, Zhang Yuhe. An experimental study of compensation algorithms for backlash nonlinearity of servo systems[J]. Journal of Beijing Institute of Technology, 2000, 20(3):317-321. (in Chinese)赵建周, 何超, 张宇河. 伺服系统间隙非线性补偿算法的研究[J]. 北京理工大学学报, 2000, 20(3):317-321.
    [16] Zhu Huazheng, Fan Dapeng, Ma Dongxi, et al. Disturbance isolation index of seeker servo system and its test[J]. Optics and Precision Enginnering, 2009, 17(8):1993-1998. (in Chinese)朱华征, 范大鹏, 马东玺, 等.导引头伺服系统隔离度与测试[J]. 光学精密工程, 2009, 17(8):1993-1998.
  • [1] 王晓艳, 徐高魁.  高隔离度激光通信终端光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200521-1-20200521-5. doi: 10.3788/IRLA20200521
    [2] 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
    [3] 杜亚雯, 董全林, 蒲小琴, 李黎明, 张春熹.  基于模糊滑模的激光导引头伺服控制系统仿真分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 31-37. doi: 10.3788/IRLA201948.S213003
    [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] 刘石祥, 尹健, 杜肖, 陈思远.  基于寄生回路的导引头传递函数及测试方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 531001-0531001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0531001
    [7] 陈开伟, 温求遒, 夏群利.  半捷联导引头混合自抗扰控制系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1131001-1131001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1131001
    [8] 张文渊, 兰志, 夏群利, 祁载康.  导引头隔离度对最优落角制导律制导性能影响研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 331001-0331001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0331001
    [9] 胡欧磊, 王江, 黄鹏, 林德福, 杨哲.  半捷联导引头隔离度影响与STUKF在线补偿 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 331002-0331002(10). doi: 10.3788/IRLA201746.0331002
    [10] 胡欧磊, 王江, 王庆权, 林德福, 雷红波.  全捷联图像导引头隔离度辨识及其抑制技术应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1031001-1031001(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1031001
    [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] 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.
    [13] 王伟, 林德福, 徐平.  捷联导引头延时引起的隔离度问题研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2854-2857.
    [14] 胡姝玲, 赵东伟, 牛燕雄, 王欢欢, 肖泽宇.  高功率光隔离器的热效应分析与优化 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3186-3190.
    [15] 鄢琴涛, 夏群利, 祁载康, 鲁天宇.  全捷联导引头隔离度指标工程计算方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3788-3793.
    [16] 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.
    [17] 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.
    [18] 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.
    [19] 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.
    [20] 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.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  316
  • HTML全文浏览量:  70
  • PDF下载量:  31
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-13
  • 修回日期:  2018-04-17
  • 刊出日期:  2018-08-25

基于ESO的导引头稳定平台双积分滑模控制

doi: 10.3788/IRLA201847.0817009
    作者简介:

    张明月(1986-),女,助理研究员,博士,主要从事惯性稳定平台运动学、动力学与控制方面的研究。Email:zyy_2011@163.com

基金项目:

中国洛阳电子装备试验中心光电对抗测试评估技术重点实验室开放课题(GKCP2017001,GKCP2017002)

  • 中图分类号: TJ765.3

摘要: 为了提高导引头稳定平台抗扰性及速度稳态跟踪性能,提出了一种基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的双积分滑模控制器(Double Integral Sliding Mode Controller,DISMC)。首先,采用二阶扩张状态观测器对系统的未知扰动进行估计;然后,采用了双积分滑模控制器实现了系统的低稳态误差跟踪,同时采用了改进的幂次趋近律来削弱控制系统的抖振影响;最后,采用导引头稳定平台进行目标跟踪实验和隔离度性能测试。实验结果表明,与传统基于扰动观测器(Disturbance Observer,DOB)的PI控制方法相比,跟踪3()/s的梯形波时,在提出的控制器作用下速度跟踪快速性提高了48 ms,跟踪误差标准差提高了0.0131()/s。同时用转台模拟弹体扰动分别为sin(t)、3sin(5t)、7sin(2t)时,系统的隔离度分别提高了2.91%、0.45%、0.7%,表明基于扩张状态观测器的双积分滑模控制器对导引头稳定平台具有较强的抗扰性和较好的跟踪性能。

English Abstract

参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回