双框架控制力矩陀螺框架系统的扰动观测及抑制

发布时间：2021-03-21 16:27

　　内外框架间的耦合力矩、非线性摩擦和未建模动态是影响双框架控制力矩陀螺框架系统高精度角速率伺服控制的主要因素。为提高框架系统的干扰抑制能力,保证框架系统输出角速率精度,本文提出了一种基于非线性级联扩张状态观测器和滑模控制的复合扰动抑制方法。框架系统中的所有干扰都被认为是集总干扰并由设计的NCESO估计,通过滑模控制可从系统输出通道中消除集总干扰的影响。最后,将本文提出的控制方法与线性级联扩张状态观测器和状态反馈结合的复合控制方法进行了对比仿真实验。仿真和实验结果表明,本文提出的方法具有更好的干扰抑制和动态响应性能,内框架角速度波动从0.5 （°）/s减小到0.2 （°）/s,外框架角速度波动从0.45 （°）/s减小到0.15 （°）/s;跟踪正弦参考信号时,速度跟踪误差从1.8 （°）/s减小到1.2 （°）/s,相位滞后从8°减小到1.3°。 

【文章来源】：光学精密工程. 2020,28(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

NCESO结构简图

{ Τ x =Κ x Ι x =J x θ ¨ x +Η z θ ˙ y cosθ x +F x +f x Τ y =Κ y Ι y =J y θ ¨ y -Η z θ ˙ x cosθ x +F y +f y ,?????? ??? (1)其中:Tx和Ty分别是内外框架电机的输出转矩,Kx和Ky是扭矩系数,Ix和Iy是力矩电机的电流,θx和θy分别是内外框架的角位置,Hz是高速转子的角动量,Jx和Jy是内外框架的等效转动惯量,Fx和Fy是未建模动态,fx和fy是非线性摩擦力矩, Η z θ ˙ y cos θ x 和 -Η z θ ˙ x cos θ x 分别为内外框架受到的陀螺耦合力矩。根据电压平衡方程,可以获得:

框架系统控制结构图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3093184