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反射镜光电平台视轴稳定技术研究

红外与激光工程 2015年第6期44卷 1904-1911页

作者：宋江鹏孙广利周荻蔡慧敏哈尔滨工业大学控制科学与工程系黑龙江哈尔滨150001 天津津航技术物理研究所天津300308

针对不同类型反射镜平台视轴运动多样性的特点,从基本的反射镜视轴运动学关系出发,采用基于虚拟整体稳定平台的视轴重建方法对反射镜平台视轴惯性角速度进行数学重建。同时,深入分析了常见的典型单反射镜平台、特殊配置单反射镜平台、... 详细信息

针对不同类型反射镜平台视轴运动多样性的特点,从基本的反射镜视轴运动学关系出发,采用基于虚拟整体稳定平台的视轴重建方法对反射镜平台视轴惯性角速度进行数学重建。同时,深入分析了常见的典型单反射镜平台、特殊配置单反射镜平台、极坐标多反射镜平台以及直角坐标多反射镜平台的视轴运动学关系和视轴稳定控制技术。基于典型单反射镜平台俯仰轴视轴稳定控制的数值仿真结果表明,采用虚拟整体稳定平台方法的视轴稳定控制技术用于反射镜视轴稳定控制是可行的。

关键词：反射镜稳定平台虚拟整体稳定视轴稳定

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光电跟踪系统视轴稳定的鲁棒内模控制器设计

控制与决策 2013年第7期28卷 1117-1120页

作者：夏运霞包启亮李锦英中国科学院光电技术研究所中国科学院光束控制重点实验室成都610209 中国科学院研究生院北京100039

针对运动平台上光电跟踪系统既要抑制平台扰动对视轴稳定的影响,又必须对建模误差具有很强的鲁棒性的特点,设计了稳定平台改进鲁棒性的内模控制器.通过在内模控制基础上添加一局部反馈回路构成鲁棒内模控制,并详细分析了鲁棒内模控制对... 详细信息

针对运动平台上光电跟踪系统既要抑制平台扰动对视轴稳定的影响,又必须对建模误差具有很强的鲁棒性的特点,设计了稳定平台改进鲁棒性的内模控制器.通过在内模控制基础上添加一局部反馈回路构成鲁棒内模控制,并详细分析了鲁棒内模控制对系统建模误差和外界扰动的鲁棒性.仿真和实验结果显示,与采用PI控制相比,鲁棒内模控制在很宽频段范围内提高了系统对扰动的抑制能力,28 Hz以内都有10 dB以上的提高.

关键词：运动平台光电跟踪系统视轴稳定鲁棒内模控制鲁棒性扰动

陀螺稳定平台视轴稳定系统自适应模糊PID控制

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航空学报 2007年第1期28卷 191-195页

作者：姬伟李奇东南大学自动化研究所江苏南京210096

在运动载体上的光电跟踪系统中,需要采用建立在陀螺稳定平台上的视轴稳定控制。分析了平台结构和惯性稳定隔离原理。针对系统机械谐振、力矩耦合及电气参数波动等非线性不确定因素的影响,设计了复合自适应模糊PID控制器。引入自适应调... 详细信息

在运动载体上的光电跟踪系统中,需要采用建立在陀螺稳定平台上的视轴稳定控制。分析了平台结构和惯性稳定隔离原理。针对系统机械谐振、力矩耦合及电气参数波动等非线性不确定因素的影响,设计了复合自适应模糊PID控制器。引入自适应调整因子进行控制规则和参数的在线修正,采用复合控制克服模糊控制固有的盲区,实现无差调节。在光电跟踪转台上的实验结果显示该方法能够有效地隔离载体扰动,减小扰动造成的误差,保证视轴对目标的准确瞄准,具有快速的动态响应和较强的抗干扰性。

关键词：陀螺稳定平台视轴稳定自适应模糊控制复合控制

采用自调整模糊变结构控制的机载激光通信视轴稳定研究

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红外与激光工程 2014年第10期43卷 3373-3377页

作者：曹阳重庆理工大学电子信息与自动化学院重庆400054 电子科技大学物理电子学院四川成都610054

机载激光通信的动态视轴稳定是建立激光通信链路的首要前提,传统的粗跟踪控制方法不能克服载体扰动及参数变化对系统的不利影响,影响了视轴稳定精度。根据控制系统的任务,将论域自调整模糊控制与滑模变结构控制的思想相融合,在稳定的误... 详细信息

机载激光通信的动态视轴稳定是建立激光通信链路的首要前提,传统的粗跟踪控制方法不能克服载体扰动及参数变化对系统的不利影响,影响了视轴稳定精度。根据控制系统的任务,将论域自调整模糊控制与滑模变结构控制的思想相融合,在稳定的误差相平面内构造稳定的滑模面。理论分析和模拟实验结果表明,该方法消除了系统的抖振现象,改善了系统的瞬态性能,对机载通信平台受到的扰动及参数变化具有完全的自适应性。因此自调整模糊变结构控制具有一定鲁棒性,且控制算法简单,可望获得工程应用。

关键词：机载激光通信视轴稳定变结构控制自调整模糊控制

陀螺惯性平台视轴稳定双速度环串级控制的研究

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仪器仪表学报 2007年第1期28卷 114-119页

作者：姬伟李奇杨浦东南大学自动化研究所江苏大学电气学院镇江 212013

针对光电跟踪系统视轴稳定采用由速率陀螺构成的单速度环伺服控制的不足,本文提出采用以直流测速机为测量反馈元件构成模拟速度内环,利用陀螺的“空间测速机”功能组成数字稳定外环的双速度环串级控制结构。将速度稳定环的抗摩擦力矩干... 详细信息

针对光电跟踪系统视轴稳定采用由速率陀螺构成的单速度环伺服控制的不足,本文提出采用以直流测速机为测量反馈元件构成模拟速度内环,利用陀螺的“空间测速机”功能组成数字稳定外环的双速度环串级控制结构。将速度稳定环的抗摩擦力矩干扰功能和隔离载体扰动功能分开设计实现。从系统抗干扰性、鲁棒性等方面与单环控制进行了理论分析和比较。伺服控制器分别采用有源PI校正和时间最小参数自调整PID控制算法。在四轴稳定跟踪转台上的性能测试结果达到了系统要求的稳定精度,表明该方法能明显减小载体扰动造成的误差,在一定的测量噪声和加速度敏感度范围内,能够有效地隔离载体扰动,控制性能良好。

关键词：陀螺惯性平台视轴稳定伺服控制双速度环串级控制

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光电着舰引导系统的视轴稳定

光学精密工程 2014年第6期22卷 1577-1583页

作者：葛兵高慧斌余毅中国科学院大学北京100049 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为了提高光电着舰引导系统的视轴跟踪精度和指向精度,研究了如何隔离舰体运动对光电经纬仪视轴的扰动。对舰载光电经纬仪进行建模,引入了各种扰动力矩。设计了超前滞后控制、线性二次高斯恢复(LQG/LTR)控制和H∞控制3种控制器来提高系... 详细信息

为了提高光电着舰引导系统的视轴跟踪精度和指向精度,研究了如何隔离舰体运动对光电经纬仪视轴的扰动。对舰载光电经纬仪进行建模,引入了各种扰动力矩。设计了超前滞后控制、线性二次高斯恢复(LQG/LTR)控制和H∞控制3种控制器来提高系统的性能和稳定性,详细研究了Kalman滤波和H∞加权矩阵的设计。在Matlab中对设计的控制方法进行仿真,并在摇摆台进行了试验验证。在时域、频域响应和稳定性能等方面对3种控制器进行的对比实验表明,LQG/LTR控制和H∞控制结果满足设计指标要求,稳定隔离度达到50dB以上。基于提出的方法,经纬仪可以对着舰飞机进行稳定跟踪和精确轨迹测量,实现着舰引导。

关键词：着舰引导视轴稳定线性二次高斯恢复(LQG LTR)控制 H∞控制

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舰载视轴稳定系统的变结构控制研究

光电工程 2007年第3期34卷 26-29页

作者：王辉华刘文化张世英刘淼森海军工程大学湖北武汉430033 海军装备研究院北京100073

为了消除舰船摇摆对舰载光电跟踪设备稳定精度的影响,提高系统视轴稳定性能,根据舰船摇摆对视轴偏差影响的随机性,在描述视轴稳定回路的基础上,设计视轴稳定滑模变结构控制器,并引入约束条件,以减弱系统抖振。利用AR序列预测估计方法,... 详细信息

为了消除舰船摇摆对舰载光电跟踪设备稳定精度的影响,提高系统视轴稳定性能,根据舰船摇摆对视轴偏差影响的随机性,在描述视轴稳定回路的基础上,设计视轴稳定滑模变结构控制器,并引入约束条件,以减弱系统抖振。利用AR序列预测估计方法,实现视轴偏差预测估计,完成视轴稳定滑模变结构控制律的求取,并利用matlab仿真软件,对视轴稳定滑模变结构控制律进行数字计算。仿真结果表明,该控制方法能有效地消除了陀螺测量随机噪声带来的影响,减弱了系统抖振,对舰载视轴稳定有良好的性能。

关键词：视轴稳定离散变结构控制 AR预测光电跟踪系统

基于船姿测量的舰载光电经纬仪视轴稳定方法研究

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光子学报 2009年第6期38卷 1552-1556页

作者：李哲苏秀琴乔永明郝伟陆陶中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学院研究生院北京100039

利用船姿测量仪和光学编码器测出视轴稳定初始时刻的纵横摇角度和经纬仪方位俯仰角度,通过坐标变换技术将稳定点从甲板坐标系转换到大地坐标系中.实时测量由舰船摇摆引起的纵横摇角度变化量和编码器角度变化量,计算出视轴稳定点在大地... 详细信息

利用船姿测量仪和光学编码器测出视轴稳定初始时刻的纵横摇角度和经纬仪方位俯仰角度,通过坐标变换技术将稳定点从甲板坐标系转换到大地坐标系中.实时测量由舰船摇摆引起的纵横摇角度变化量和编码器角度变化量,计算出视轴稳定点在大地坐标系中的偏离误差.利用伺服控制系统有效地补偿该误差,由此达到舰载光电经纬仪视轴稳定的目的.实际舰载跟踪试验证明了本文设计的视轴稳定系统准确度高,能够较好地隔离船摇对经纬仪视轴稳定的影响.

关键词：经纬仪视轴稳定坐标变换纵横摇伺服控制

运动光电成像跟踪系统视轴稳定伺服控制设计研究

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应用基础与工程科学学报 2007年第1期15卷 121-129页

作者：姬伟李奇许波江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 东南大学自动化研究所江苏南京210096

在对运动光电成像跟踪系统瞄准线视轴稳定单速度环伺服控制结构分析的基础上,提出一种由速度内环和稳定外环组成的串级伺服控制结构,其中速度内环和稳定外环分别由直流测速机和速率陀螺构成闭环反馈.内环调节器采用由模拟硬件实现的有... 详细信息

在对运动光电成像跟踪系统瞄准线视轴稳定单速度环伺服控制结构分析的基础上,提出一种由速度内环和稳定外环组成的串级伺服控制结构,其中速度内环和稳定外环分别由直流测速机和速率陀螺构成闭环反馈.内环调节器采用由模拟硬件实现的有源PI校正,稳定外环采用积分自调整PID复合控制策略.理论分析表明该方法能够将系统抗摩擦力矩干扰和隔离载体扰动功能由内、外速度环分开实现,系统抗干扰性、参数变化敏感性等较单环控制有较大提高.在稳定跟踪模拟转台上的仿真及测试实验显示基于DSP实现的串级控制能够更有效地隔离系统中各种扰动影响,控制性能优于单速度环控制,验证了所采用控制方式的有效性.

关键词：光电成像跟踪系统视轴稳定串级伺服控制自调整PID