無人飛行器機(jī)載光電平臺(tái)的雙速率環(huán)串級(jí)控制

王 雯， 王日俊

(1.太原工業(yè)學(xué)院,太原 030008; 2.中北大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,太原 030051)

0 引言

近年來，無人飛行器在軍事及民用領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用廣泛，搭載于無人飛行器上的機(jī)載光電平臺(tái)系統(tǒng)是其得以應(yīng)用的關(guān)鍵所在[1-3]。但是，無人飛行器的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)、氣流擾動(dòng)以及振動(dòng)會(huì)對(duì)機(jī)載光電平臺(tái)產(chǎn)生影響，引起機(jī)載光電平臺(tái)的振動(dòng)，機(jī)載設(shè)備獲取信息的品質(zhì)會(huì)大大降低[4-6]，所以，控制方案上首先必須考慮擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響，對(duì)振動(dòng)的擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行有效的抑制。無人飛行器機(jī)載光電平臺(tái)的控制性能直接影響無人機(jī)系統(tǒng)的整體性能，因此，如何通過合理的設(shè)計(jì)方案使平臺(tái)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定控制性能指標(biāo)的要求，已成為當(dāng)前工程應(yīng)用中最關(guān)心的問題之一，機(jī)載平臺(tái)的穩(wěn)定控制至關(guān)重要。

陀螺慣性平臺(tái)系統(tǒng)是機(jī)載光電平臺(tái)常用的一種控制結(jié)構(gòu)，通常，陀螺慣性平臺(tái)系統(tǒng)采用單速率環(huán)與位置環(huán)相結(jié)合或與電流環(huán)相結(jié)合的復(fù)合穩(wěn)定控制方案[7-10]。然而，這種控制結(jié)構(gòu)有很大的局限性，對(duì)機(jī)載光電平臺(tái)的內(nèi)外部擾動(dòng)抑制效果不佳[11]，很難克服機(jī)載光電平臺(tái)非線性特性對(duì)系統(tǒng)的影響。隨著對(duì)無人飛行器機(jī)載光電平臺(tái)系統(tǒng)的穩(wěn)定性能要求不斷提高，系統(tǒng)穩(wěn)定控制的性能指標(biāo)已難以滿足。因此，基于串級(jí)控制思想的雙速率環(huán)控制結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定平臺(tái)的應(yīng)用中得到進(jìn)一步的研究。文獻(xiàn)[12]將基于雙速率環(huán)的控制結(jié)構(gòu)應(yīng)用于艦載光電經(jīng)緯儀的視軸穩(wěn)定控制，實(shí)驗(yàn)表明在高海況下，其在提高抑制內(nèi)部擾動(dòng)能力的同時(shí)，能夠有效隔離載體擾動(dòng)；……