CN110687783A - 一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法 - Google Patents

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郑春艳
徐志方
谢青波
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance

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Abstract

本发明涉及一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法，以机载光电稳定平台为对象，建立标准的二阶积分型对象模型，设计对应的观测矩阵，根据控制对象输入控制量及速率输出计算出影响系统输出的总和扰动，将该扰动实时补偿给控制量，从而提高机载光电稳定平台控制系统的抗干扰能力。

Description

一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法
技术领域
本发明涉及一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法，属于光电探测技术领域。
背景技术
机载光电平台主要用来隔离外界扰动，对视轴进行稳定，从而实现对目标的捕获与稳定跟踪。然而在机载环境下，飞机姿态变化以及载机振动等因素都会导致视轴不能按照期望的方式稳定在目标位置，因此必须提高系统的抗干扰能力来消除各种扰动的影响，从而提高其稳定精度。传统扰动观测方法通过建立控制对象的逆模型，再根据系统输入输出计算出系统扰动，扰动观测准确度依赖于对控制对象的建模准确度，然而由于机载光电稳定平台工作环境复杂，且随着工作时间增加，控制对象状态变化较大，这样就很难进行准确的扰动估计及补偿。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法。
技术方案
一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：依据观测矩阵及控制量u和输出y建立观测系统：
Figure BDA0002196594090000011
其中，z1为y观测量，z2为
Figure BDA0002196594090000012
观测量，z3为扰动f观测量；[l1 l2 l3]为三阶观测矩阵，b为待整定参数；
步骤2：对观测矩阵参数l1、l2、l3和参数b进行整定，其中b与机载光电稳定平台的转矩系数Kt接近，变化量不大于10％，令l1＝3ω，l2＝3ω2，l3＝ω3，不断调整ω直至系统稳定，一般使ω大于速度环带宽的5倍，得到估计出的等效扰动f观测量z3；
步骤3：将估计得到的z3补偿给控制量u。
有益效果
本发明提出的一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法，以机载光电稳定平台为对象，建立标准的二阶积分型对象模型，设计对应的观测矩阵，根据控制对象输入控制量及速率输出计算出影响系统输出的总和扰动，将该扰动实时补偿给控制量，从而提高机载光电稳定平台控制系统的抗干扰能力。
附图说明
图1控制对象方框图
图2观测系统原理图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
定义控制量为u，控制对象输入为u0，控制对象输出为y，外界扰动为Td，扰动观测器观测扰动为f,具体实施步骤如下：
第一步，依据控制对象阶次，将控制对象简化。通用机载光电稳定平台二阶控制对象如附图1所示，其中Kt为转矩系数，K1为一阶反馈系数，K2为反馈系数，Td为外界扰动，简化后其统一形式如附图2所示，其中z1、z2分别为y及其一阶状态的观测量，f为等效扰动。
第二步，依据简化模型建立三阶观测矩阵[l1 l2 l3]，其中l1、l2、l3为待整定参数，在第四步中对其整定方法进行介绍；
第三步，依据观测矩阵及控制量u和输出y建立观测系统，如公式1所示，其中z1为y观测量，z2为
Figure BDA0002196594090000031
观测量，z3为扰动f观测量；
Figure BDA0002196594090000032
第四步，对观测矩阵参数l1、l2、l3和参数b进行整定，其中b与Kt接近，变化量不大于10％，令l1＝3ω，l1＝3ω2，l1＝ω3，不断调整ω直至系统稳定，一般使ω大于速度环带宽的5倍，得到估计出的等效扰动f观测量z3；
第五步，将估计得到的“总和扰动”z3补偿给控制量u。

Claims (1)

1.一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：依据观测矩阵及控制量u和输出y建立观测系统：
Figure FDA0002196594080000011
其中，z1为y观测量，z2为
Figure FDA0002196594080000012
观测量，z3为扰动f观测量；[l1 l2 l3]为三阶观测矩阵，b为待整定参数；
步骤2：对观测矩阵参数l1、l2、l3和参数b进行整定，其中b与机载光电稳定平台的转矩系数Kt接近，变化量不大于10％，令l1＝3ω，l2＝3ω2，l3＝ω3，不断调整ω直至系统稳定，一般使ω大于速度环带宽的5倍，得到估计出的等效扰动f观测量z3；
步骤3：将估计得到的z3补偿给控制量u。
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