基于摩擦力补偿的干扰观测器在航空光电稳定平台的应用

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	基于摩擦力补偿的干扰观测器在航空光电稳定平台的应用
	晋超琼
刊名	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
	2016-10-01
期号	6
关键词	航空光电稳定平台 Lugre模型摩擦补偿参数辨识干扰观测器
英文摘要	航空光电稳定平台广泛应用于侦察和目标定位等领域,有隔离载体扰动,保持视轴指向稳定的功能。视轴稳定精度越高,平台对目标信息的获取越准确。在平台受到的众多扰动因素中,轴系间摩擦力矩对视轴稳定精度的影响尤其明显。针对这一问题,文中将摩擦补偿与干扰观测器相结合的控制策略应用到平台控制系统中。本文研究的主要内容有以下几点:(1)建立平台速度环的模型,为后续扰动抑制策略的设计奠定基础。根据直流力矩电机的动力学方程和电机与负载之间的关系建立系统的被控模型。并结合系统中的扰动,通过“等效电压”的方式建立含有扰动的系统模型。(2)采用LuGre模型对平台中的摩擦力矩建模。并通过两步参数辨识法对平台的摩擦参数进行辨识。第一步,通过实验得到平台的Stribeck曲线,利用数据拟合的方法得到LuGre模型的静态参数;第二步,通过对低速时摩擦模型的简化,得到LuGre模型动态参数值的范围,然后采用遗传算法得到动态参数的值。在参数辨识的基础上得到平台摩擦补偿模型,并通过实验验证模型的有效性。(3)在摩擦补偿的基础上,针对残余干扰设计干扰观测器。首先,详细介绍了干扰观测器设计的步骤,然后,将改进后的干扰观测器和摩擦补偿相结合。并设计仿真实验对该控制方案进行验证。(4)将摩擦补偿和干扰观测器相结合的控制方案应用到光电稳定平台中进行实验验证。经验证,采用该控制方案后,系统由于摩擦引起的低速爬行现象明显减弱。将平台安装在飞行模拟器上,测试该控制方案对频率为3.0Hz以内扰动的抑制能力。实验结果表明:采用该控制方案后平,平台速度环对扰动的隔离程度至少提高了14.52d B,最优情况已经达到20.98d B。而且该控制方案具有很强的鲁棒性,允许被控对象的参数值在±10%的范围内浮动,具有较高的应用价值。
语种	中文
内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/57861]
专题	长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	晋超琼. 基于摩擦力补偿的干扰观测器在航空光电稳定平台的应用[J]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2016(6).
APA	晋超琼.(2016).基于摩擦力补偿的干扰观测器在航空光电稳定平台的应用.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(6).
MLA	晋超琼."基于摩擦力补偿的干扰观测器在航空光电稳定平台的应用".中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 .6(2016).