输入饱和及扰动存在条件下的光电稳定平台滑模控制
发布时间：2020-12-21 21:58
光电稳定平台主要用来实现对运动目标的实时精确定位和精密跟踪,这就要求其具有良好的隔离扰动、保持视轴稳定的特性。但是光电稳定平台在实际运行过程中会受到各种非线性扰动的影响,造成系统跟踪精度的降低。而传统的PID控制技术,在建模时一般作近似处理,这样设计的控制器对系统的稳定和跟踪性能是有限的。因此,本文主要根据光电稳定平台的应用需求,改进滑模控制策略,以提高光电稳定平台的扰动抑制能力和跟踪能力。以光电吊舱为研究背景,通过对吊舱进行机理分析,并采用系统辨识的方法建立了光电稳定平台的数学模型。基于此,本文首先采用经典PID控制方法和约束条件下的参数整定准则,得到加速度、速度和位置多闭环控制系统的基础设计结果。然后,针对PID控制方法在吊舱实际非线性扰动作用下抗扰能力的不足,在吊舱平台的位置环引入滑模变结构控制来抑制非线性扰动。仿真结果表明,在频率0~40Hz范围内,滑模控制的扰动抑制比相比于PID控制提升了10dB左右,充分说明了滑模控制的扰动抑制能力更优于PID控制。在跟踪和扰动抑制方面,引入前馈思想,利用内模原理估计扰动并通过内模控制器实现扰动前馈补偿,在降低滑模抖振的同时,提高系统的跟踪...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机载光电稳定平台
3机载光电稳定平台主要装备在Sky-Y无人机以及P166型战机上[18-20]。而在舰载设备中，欧美等发达国家的现代舰船的近程防御系统均采用了光电稳定平台，如以色列的MISE，荷兰的“守门员”近防系统，法国的“火山”（VLOCAN），意大利的LINCE，俄罗斯的“卡什坦”弹炮合一近防系统等[21]。图1.2EOST-45/M机载光电稳定平台Figure1.2EOST-45/Mairborneoptoelectronicstabilizedplatform由于历史原因，我国对光电稳定平台的研究起步比较晚，直到90年代初才开始机载光电稳定平台的研制。近些年随着国内在红外和激光技术方面有了很大的发展，在光电稳定平台上也有较大发展，无论是平台质量还是稳定精度等方面都有了很大的进步。洛阳光电技术发展中心研究的机载光电稳定平台“PLY-2”被装备在直升机和船舶上，可以用来探测目标和大范围监视等。中国科学院长光所研制的无人机载两轴两框架陀螺稳定装备，稳定精度达100μrad。中国电子科技集团公司研制的机载光电稳定平台“KZ900”目前已经在歼8载机上使用。西安应用光学研究所研制的机载光电稳定平台，稳定精度优于50μrad。此外，中科院成都光电所、华中光电所和清华大学等单位也开展了这方面的研究工作[22-23]。图1.3PLY-2和KZ900机载光电稳定平台Figure1.3PLY-2andKZ900airborneoptoelectronicstabilizedplatform
3机载光电稳定平台主要装备在Sky-Y无人机以及P166型战机上[18-20]。而在舰载设备中，欧美等发达国家的现代舰船的近程防御系统均采用了光电稳定平台，如以色列的MISE，荷兰的“守门员”近防系统，法国的“火山”（VLOCAN），意大利的LINCE，俄罗斯的“卡什坦”弹炮合一近防系统等[21]。图1.2EOST-45/M机载光电稳定平台Figure1.2EOST-45/Mairborneoptoelectronicstabilizedplatform由于历史原因，我国对光电稳定平台的研究起步比较晚，直到90年代初才开始机载光电稳定平台的研制。近些年随着国内在红外和激光技术方面有了很大的发展，在光电稳定平台上也有较大发展，无论是平台质量还是稳定精度等方面都有了很大的进步。洛阳光电技术发展中心研究的机载光电稳定平台“PLY-2”被装备在直升机和船舶上，可以用来探测目标和大范围监视等。中国科学院长光所研制的无人机载两轴两框架陀螺稳定装备，稳定精度达100μrad。中国电子科技集团公司研制的机载光电稳定平台“KZ900”目前已经在歼8载机上使用。西安应用光学研究所研制的机载光电稳定平台，稳定精度优于50μrad。此外，中科院成都光电所、华中光电所和清华大学等单位也开展了这方面的研究工作[22-23]。图1.3PLY-2和KZ900机载光电稳定平台Figure1.3PLY-2andKZ900airborneoptoelectronicstabilizedplatform
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有输入饱和的光电伺服平台的滑模控制[J]. 乔琦,钟铭亮,任维,段倩文,陈兴龙,毛耀. 激光技术. 2020(04)
[2]反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定平台[J]. 李红光,彭富伦,姜旭,迟圣威,胡正良. 光学精密工程. 2019(10)
[3]高精度转台永磁无刷力矩电机力矩波动分析[J]. 李碧政,张继鹏. 价值工程. 2019(28)
[4]机载光电稳瞄平台的线性自抗扰控制[J]. 王春阳,赵尚起,史红伟,刘雪莲. 红外与激光工程. 2019(12)
[5]基于速度扰动观测和模糊PID的视轴稳定控制[J]. 侯宏录,唐瑞,王秀. 自动化仪表. 2019(09)
[6]一种惯性传感器组件量程及频率特性测试系统设计[J]. 顾云涛. 舰船电子工程. 2019(06)
[7]基于改进干扰观测器的稳定平台扰动抑制技术[J]. 丁祝顺,李洁,蒋鸿翔,来新晓. 导航与控制. 2019(03)
[8]基于自抗扰控制的无人机光电载荷视轴稳定技术[J]. 魏青. 内燃机与配件. 2018(21)
[9]基于扰动观测器的光电跟踪平台滑模控制[J]. 朱海荣,焦子韵,冒建亮,李奇,闫辰阳. 自动化与仪表. 2018(07)
[10]新型终端滑模在光电稳定平台中的应用[J]. 任彦,牛志强. 红外与激光工程. 2018(06)
博士论文
[1]基于干扰观测器的重复使用运载器再入段滑模控制方法研究[D]. 陈佳晔.哈尔滨工业大学 2019
[2]音圈式大行程快速反射镜及其视轴稳定技术研究[D]. 张士涛.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[3]随机系统的最优控制理论、实现和应用[D]. 孙琪.中国科学技术大学 2019
[4]基于永磁同步电机的大型望远镜低速伺服系统研究[D]. 刘京.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[5]运动平台预测跟踪技术研究[D]. 邓超.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2018
[6]执行器饱和系统增益调度控制及其在航天器交会中的应用[D]. 王茜.哈尔滨工业大学 2014
[7]运动平台中惯性稳定控制技术研究[D]. 夏运霞.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013
[8]大负载光电稳定平台技术研究[D]. 雷金利.长春理工大学 2009
[9]饱和控制系统理论及应用研究[D]. 周丽明.哈尔滨工程大学 2009
[10]机载光电对抗稳定平台目标跟踪干扰技术研究[D]. 石利霞.长春理工大学 2009
硕士论文
[1]小型水下机器人载体设计及运动控制研究[D]. 李作鑫.沈阳工业大学 2019
[2]基于内模PID的污水处理曝气系统溶解氧控制研究[D]. 高鑫.沈阳工业大学 2019
[3]融合图像信息的轨迹预测跟踪技术研究[D]. 吴水琴.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2019
[4]执行器饱和状态下的滑模控制方法研究[D]. 王思怡.哈尔滨工业大学 2019
[5]陀螺稳定吊舱控制系统研究[D]. 张润丰.哈尔滨工业大学 2014
[6]高精度光电稳定平台研究[D]. 王虎.西安工业大学 2013
[7]基于PI型迭代学习控制的永磁同步电机转矩脉动抑制策略[D]. 李文善.天津大学 2012
[8]观瞄仪稳定平台控制系统研究[D]. 杨景照.国防科学技术大学 2009
[9]变负载伺服系统自适应内模控制研究[D]. 吴杰.南京理工大学 2009
[10]陀螺稳定吊舱控制系统设计与研究[D]. 蔡美华.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：2930577
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
机载光电稳定平台
3机载光电稳定平台主要装备在Sky-Y无人机以及P166型战机上[18-20]。而在舰载设备中，欧美等发达国家的现代舰船的近程防御系统均采用了光电稳定平台，如以色列的MISE，荷兰的“守门员”近防系统，法国的“火山”（VLOCAN），意大利的LINCE，俄罗斯的“卡什坦”弹炮合一近防系统等[21]。图1.2EOST-45/M机载光电稳定平台Figure1.2EOST-45/Mairborneoptoelectronicstabilizedplatform由于历史原因，我国对光电稳定平台的研究起步比较晚，直到90年代初才开始机载光电稳定平台的研制。近些年随着国内在红外和激光技术方面有了很大的发展，在光电稳定平台上也有较大发展，无论是平台质量还是稳定精度等方面都有了很大的进步。洛阳光电技术发展中心研究的机载光电稳定平台“PLY-2”被装备在直升机和船舶上，可以用来探测目标和大范围监视等。中国科学院长光所研制的无人机载两轴两框架陀螺稳定装备，稳定精度达100μrad。中国电子科技集团公司研制的机载光电稳定平台“KZ900”目前已经在歼8载机上使用。西安应用光学研究所研制的机载光电稳定平台，稳定精度优于50μrad。此外，中科院成都光电所、华中光电所和清华大学等单位也开展了这方面的研究工作[22-23]。图1.3PLY-2和KZ900机载光电稳定平台Figure1.3PLY-2andKZ900airborneoptoelectronicstabilizedplatform
3机载光电稳定平台主要装备在Sky-Y无人机以及P166型战机上[18-20]。而在舰载设备中，欧美等发达国家的现代舰船的近程防御系统均采用了光电稳定平台，如以色列的MISE，荷兰的“守门员”近防系统，法国的“火山”（VLOCAN），意大利的LINCE，俄罗斯的“卡什坦”弹炮合一近防系统等[21]。图1.2EOST-45/M机载光电稳定平台Figure1.2EOST-45/Mairborneoptoelectronicstabilizedplatform由于历史原因，我国对光电稳定平台的研究起步比较晚，直到90年代初才开始机载光电稳定平台的研制。近些年随着国内在红外和激光技术方面有了很大的发展，在光电稳定平台上也有较大发展，无论是平台质量还是稳定精度等方面都有了很大的进步。洛阳光电技术发展中心研究的机载光电稳定平台“PLY-2”被装备在直升机和船舶上，可以用来探测目标和大范围监视等。中国科学院长光所研制的无人机载两轴两框架陀螺稳定装备，稳定精度达100μrad。中国电子科技集团公司研制的机载光电稳定平台“KZ900”目前已经在歼8载机上使用。西安应用光学研究所研制的机载光电稳定平台，稳定精度优于50μrad。此外，中科院成都光电所、华中光电所和清华大学等单位也开展了这方面的研究工作[22-23]。图1.3PLY-2和KZ900机载光电稳定平台Figure1.3PLY-2andKZ900airborneoptoelectronicstabilizedplatform
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有输入饱和的光电伺服平台的滑模控制[J]. 乔琦,钟铭亮,任维,段倩文,陈兴龙,毛耀. 激光技术. 2020(04)
[2]反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定平台[J]. 李红光,彭富伦,姜旭,迟圣威,胡正良. 光学精密工程. 2019(10)
[3]高精度转台永磁无刷力矩电机力矩波动分析[J]. 李碧政,张继鹏. 价值工程. 2019(28)
[4]机载光电稳瞄平台的线性自抗扰控制[J]. 王春阳,赵尚起,史红伟,刘雪莲. 红外与激光工程. 2019(12)
[5]基于速度扰动观测和模糊PID的视轴稳定控制[J]. 侯宏录,唐瑞,王秀. 自动化仪表. 2019(09)
[6]一种惯性传感器组件量程及频率特性测试系统设计[J]. 顾云涛. 舰船电子工程. 2019(06)
[7]基于改进干扰观测器的稳定平台扰动抑制技术[J]. 丁祝顺,李洁,蒋鸿翔,来新晓. 导航与控制. 2019(03)
[8]基于自抗扰控制的无人机光电载荷视轴稳定技术[J]. 魏青. 内燃机与配件. 2018(21)
[9]基于扰动观测器的光电跟踪平台滑模控制[J]. 朱海荣,焦子韵,冒建亮,李奇,闫辰阳. 自动化与仪表. 2018(07)
[10]新型终端滑模在光电稳定平台中的应用[J]. 任彦,牛志强. 红外与激光工程. 2018(06)
博士论文
[1]基于干扰观测器的重复使用运载器再入段滑模控制方法研究[D]. 陈佳晔.哈尔滨工业大学 2019
[2]音圈式大行程快速反射镜及其视轴稳定技术研究[D]. 张士涛.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[3]随机系统的最优控制理论、实现和应用[D]. 孙琪.中国科学技术大学 2019
[4]基于永磁同步电机的大型望远镜低速伺服系统研究[D]. 刘京.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[5]运动平台预测跟踪技术研究[D]. 邓超.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2018
[6]执行器饱和系统增益调度控制及其在航天器交会中的应用[D]. 王茜.哈尔滨工业大学 2014
[7]运动平台中惯性稳定控制技术研究[D]. 夏运霞.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013
[8]大负载光电稳定平台技术研究[D]. 雷金利.长春理工大学 2009
[9]饱和控制系统理论及应用研究[D]. 周丽明.哈尔滨工程大学 2009
[10]机载光电对抗稳定平台目标跟踪干扰技术研究[D]. 石利霞.长春理工大学 2009
硕士论文
[1]小型水下机器人载体设计及运动控制研究[D]. 李作鑫.沈阳工业大学 2019
[2]基于内模PID的污水处理曝气系统溶解氧控制研究[D]. 高鑫.沈阳工业大学 2019
[3]融合图像信息的轨迹预测跟踪技术研究[D]. 吴水琴.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2019
[4]执行器饱和状态下的滑模控制方法研究[D]. 王思怡.哈尔滨工业大学 2019
[5]陀螺稳定吊舱控制系统研究[D]. 张润丰.哈尔滨工业大学 2014
[6]高精度光电稳定平台研究[D]. 王虎.西安工业大学 2013
[7]基于PI型迭代学习控制的永磁同步电机转矩脉动抑制策略[D]. 李文善.天津大学 2012
[8]观瞄仪稳定平台控制系统研究[D]. 杨景照.国防科学技术大学 2009
[9]变负载伺服系统自适应内模控制研究[D]. 吴杰.南京理工大学 2009
[10]陀螺稳定吊舱控制系统设计与研究[D]. 蔡美华.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：2930577
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