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
[Abstract]:The aeronautical photoelectric stabilization platform is widely used in reconnaissance and target positioning. It has the function of isolating carrier disturbance and maintaining the stability of the axis of view. The higher the accuracy of visual axis stabilization, the more accurate the platform is to obtain target information. Among the many disturbance factors on the platform, the friction moment between shafting has an obvious effect on the stability accuracy of the visual axis. To solve this problem, the control strategy combining friction compensation and disturbance observer is applied to the platform control system. The main contents of this paper are as follows: (1) the model of the platform velocity loop is established, which lays the foundation for the design of the subsequent disturbance suppression strategy. According to the dynamic equation of DC torque motor and the relation between motor and load, the controlled model of the system is established. Combined with the disturbance in the system, the system model with disturbance is established by "equivalent voltage". (2) LuGre model is used to model the friction moment in the platform. The friction parameters of the platform are identified by two-step parameter identification method. In the first step, the Stribeck curve of the platform is obtained by experiments, and the static parameters of the LuGre model are obtained by the method of data fitting. In the second step, the range of dynamic parameters of LuGre model is obtained by simplifying the friction model at low speed, and then the value of dynamic parameter is obtained by genetic algorithm. The friction compensation model of platform is obtained on the basis of parameter identification, and the validity of the model is verified by experiments. (3) on the basis of friction compensation, disturbance observer is designed for residual disturbance. Firstly, the design steps of disturbance observer are introduced in detail. Then, the improved disturbance observer is combined with friction compensation. Simulation experiments are designed to verify the control scheme. (4) the friction compensation and disturbance observer are applied to the optoelectronic stabilization platform for experimental verification. It is proved that the low speed crawling phenomenon caused by friction is obviously weakened after adopting this control scheme. The platform is installed on the flight simulator to test the ability of the control scheme to suppress the disturbance within the frequency of 3.0Hz. The experimental results show that the disturbance isolation degree of the velocity loop of the platform is increased at least 14.52 dB, and the optimal condition has reached 20.98 dB. Moreover, the control scheme has strong robustness and allows the parameters of the controlled object to float in the range of 卤10%, so it has high application value.
【学位授予单位】:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:V243
【参考文献】
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,本文编号:2406018
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