卡尔曼滤波器在抑制力矩扰动中的应用-论文.pdf

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1、第43卷第7期红外与激光工程2014年7月Vo1．43NO．7InfraredandLaserEngineeringJu1．2014卡尔曼滤波器在抑制力矩扰动中的应用刘磊1,2，沈宏海，张葆(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，北京100049)摘要：在光电稳定平台中，摩擦力矩以及探测器制冷机扰动力矩都是影响平台稳定精度的主要扰动源之一。为了克服经典控制方法对机载光电稳定平台探测器制冷机扰动力矩和轴系摩擦力矩抑制能力的不

2、足，在机载光电稳定平台中引入卡尔曼滤波器算法，其作用在于用递推算法将系统及随机测量噪声滤掉。仿真结果表明，采用此方法可以有效抑制轴系力矩扰动。与普通PID校正算法相比，采用卡尔曼滤波器闭环校正算法的调速精度由40％提高到优于l％。达到了提高稳定精度，克服噪声干扰的目的。关键词：卡尔曼滤波器；摩擦力矩；光电稳定平台；稳定精度中图分类号：V243．5；TP273文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)07—2240—05ApplicationofKalmanfilterinsuppressingt

3、orquedisturbanceLiuLei，ShenHonghai，ZhangBao(1．KeyLaboratoryof~rbomeOpticalImagingandMeas~ement，ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abst

4、ract：InO—Estabilizationturret。thestirlingcoolerSdisturbanceandaxisSfrictiontorqueareboththemaindisturbance．Consideringthe~aditionalcontrolmethodsareinsuficienttorestraintheabovetwokindsofdisturbance，Kalmanfilteralgorithmwasintroducedtothephotoelectricstabi

5、lizedturretinthispaper，itsrolewastousetherecursivealgorithmtofilterthesystemandrandommeasurementnoise．Thesimulationresultsproveiteffective．ComparedwiththeclassicPIDregulator，theregulatorbasedKalmanfiltercanimprovethestableprecisionfrom40％tol％．Thegoalstoimp

6、rovethestabilityandtoovercomethenoiseinterferencearerealized．Keywords：Kalmanfilter；frictiontorque；O-Estabilizationturret；stableprecision收稿日期：2013一U—l2；修订日期：2013—12—14基金项目：国家863计划(2008AA121803)；国家973计划(2009CB72400lO2A)作者简介：刘N(1984一)，男，博士生，主要从事航空平台伺服控制方面的研究。

7、Email：lu3l3ll3@l63．com导师简介：张葆(1％6一)，男，研究员，Ig-L生导师，博士，主要从事航空平台成像技术方面的研究。Email：Zhangb@ciomp．ac．ca2244红外与激光工程第43卷2009，38(5)：767-772．(inChinese)朱华征，范大鹏，张文博，等．质量不平衡力矩对导引头伺¨．。M服机构性能影响分析【J]．红外与激光工程，2009，38(5)：厂一”一767-772．【3】YangYuankai，LiangXuying．Dynamiccompensa

8、tionfor0lfrictionmomentinaccuratetesttable【J]．ActaAutomaticaSinica，1983，9(4)：248—252．(inChinese)0杨元恺，郎需英．精密转台中摩擦力矩的动态补偿[J]．自Time／s动化学报，1983，9(4)：248—252．图u叠加到陀螺反馈信号上的轴系摩擦扰动角速度[4]ShenYeqing，GongHuajun，XiongYan