光電穩定平臺神經網絡自抗擾控制方法

朱啟軒, 張紅剛, 高軍科

(1.光電控制技術重點實驗室，河南 洛陽 471000；2.中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，河南 洛陽 471000)

0 引言

在飛機飛行過程中，光電穩定平臺探測器視軸指向會受到各種擾動的干擾，影響視軸穩定精度，進而影響成像清晰度和信息獲取準確性。提高擾動隔離度是提高視軸穩定精度的關鍵[1-2]。

傳統的控制策略受到了機械諧振頻率的嚴格限制，使得系統在擾動作用頻段的增益無法得到進一步提高[3]，進而限制了穩定精度的提高。為解決傳統控制策略的內在矛盾提出了自抗擾控制(Active Disturbance-Rejection Control,ADRC)，利用擾動補償控制來抑制擾動影響。擴張狀態觀測器(Extended State Obser-ver,ESO)是自抗擾控制的核心，對系統中的“總和擾動”進行實時觀測，并加以補償，從而大幅度提高系統的擾動隔離度，提高光電平臺穩定精度[4-5]。

ESO的參數整定對于擾動觀測器的性能影響至關重要，通常用菲波納奇數列、基于帶寬概念的單參數化[6]等設計方法設定擴張狀態觀測器系數，這些方法具有較好的魯棒性，經調整后可適應各類模型。

自適應調整參數的智能算法可以在保持系統較好的魯棒性的同時提高自抗擾控制系統性能指標，因此受到重視，有些文獻已經嘗試使用類似BP神經網絡整定PID的方式整定自抗擾控制器[7]，但多數僅整定其中非線性控制律的兩個參數[8-9]。事實上，擴張狀態觀測器的參數整定方法更為復雜，由于系統精確模型難以獲得，目前主要依靠經驗公式試湊對其進行調整，這種方法不僅費時而且難以確定最優參數，因此使用BP神經網絡對其進行自適應調整對于提升ESO性能具有深遠的意義。……