基于自抗扰控制技术提高航空光电稳定平台的扰动隔离度-论文.pdf

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1、第22卷第8期光学精密工程VoL22NO．82014年8月OpticsandPrecisionEngineeringAug．2O14文章编号1004—924X(2014)08—2223—09基于自抗扰控制技术提高航空光电稳定平台的扰动隔离度李贤涛。，张葆，沈宏海(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林长春，130033；2．中国科学院大学，北京100039)摘要：提出一种基于电流环的自抗扰控制新方法以进一步提高航空光电稳定平台的抗干扰能力。首先，利用电流

2、环将硬件电路中复杂的电机模型简化为一阶模型，从而减小了由于参数过大噪声对扰动观测值的影响；然后，采用带宽单参数化的设计方法为简化后的一阶系统设计了扩张状态观测器及带扰动补偿的控制规律；最后，在飞行模拟转台中测试了自抗扰控制器对2．5Hz以内任意频率扰动的抑制能力，并与目前航空光电稳定平台中常用的平方滞后超前校正方法进行了对比。实验结果表明：与传统的平方滞后超前控制器相比，采用自抗扰控制器后系统的扰动隔离度至少提高了6．56dB；而且随着扰动频率大于0．5Hz，自抗扰控制器的扰动抑制能力更为明显，扰动隔

3、离度最多可提高12．03dB。同时，自抗扰控制器具有很强的鲁棒性，允许被控对象参数在15的范围内任意变化，可满足高精度航空光电稳定平台的性能要求，对提高航空光电稳定平台控制系统的抗扰动性能具有较高的实用价值。关键词：航空光电稳定平台；自抗扰控制器；扩张状态观测器；扰动补偿；扰动隔离度；电流环；中图分类号：TP273文献标识码：Adoi：10．3788／OPE．20142208．2223Improvementofisolationdegreeofaerialph0t0eIectricalstabiliz

4、edplatformbasedonADRCLIXian—tao～，ZHANGBao，SHENHong—hai(1．KeyLaboratoryofAirborneOpticalImagingandMeasurement，ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing

5、100039，China)*Correspondingauthor，E-mail：cleresky@rip．sina．cornAbstract：AnewActiveDisturbance—rejectionController(ADRC)basedonacurrentloopWaSpro—posedtoimprovetheisolationdegreeofdisturbanceforanaerialphotoe1ectrica1stabilizedplatform．First，thestructure

6、diagramofadctorquemotorwassimplifiedtoafirst—ordermodelbythecurrentlooptoavoidtheinfluenceofnoisefromtheparametersondisturbanceobservationvalues．Andthen，basedonbandwidthparameterization，anextendedstateobserverandthecontrollawwithdisturbancecompensationw

7、eredesigned．Finally，anexperimentwasperformedtotestthedisturbancerejectionperformanceoftheADRCatthespeeddisturbancefrom0．1Hzto2．5HZandtocomparewiththe收稿日期：2013—10～06；修订日期：2013—12—01．基金项目：吉林省重大科技攻关项目(No．11ZDGG001)；林业公益性行业科研专项资助项目(No．201204515)光学精密工程第22卷tr

8、aditionalsquarelag—leadcompensationmethod．ExperimentresultsshowthattheADRCcanreducethedisturbanceerrorby6．56dBatleast．Theisolationdegreeofdisturbanceisimprovedobviouslywhentheperturbationfrequencyismorethan0．5Hz，andthebestisolati