光電穩定平臺線性自抗擾控制器設計

王春陽， 彭業光， 史紅偉， 辛瑞昊， 張 碩

(長春理工大學，長春 130022)

0 引言

光電穩定平臺是慣性導航、制導及測量系統的核心設備，一般由光電載荷、框架系統、驅動與控制系統等裝置構成。其所搭載平臺的運動及抖動會造成平臺視軸的不穩定，影響其所搭載的光電探測設備的成像質量。光電穩定平臺系統內部也存在復雜的干擾因素，如機械諧振、軸系摩擦力矩、傳感器噪聲等，這些都會對視軸穩定精度造成不利影響。

隨著現代技術的發展、目標機動性能的增強，對光電穩定平臺要求越來越高，不僅要求其具有更快的響應速度、更好的穩定精度，還要具備抑制大范圍擾動的能力。因此，常規的控制策略已難以滿足要求，急需尋找新的方法以提高系統的性能。國內外的科技工作者在提高光電穩定平臺性能方面對控制策略進行了深入研究。文獻[1-2]提出采用高斯型RBF神經網絡對摩擦進行觀測和補償的方法；文獻[3]針對穩定平臺中的非線性擾動，采用LQG和Kalman濾波算法對擾動進行實時估計和補償；文獻[4]采用了基于神經網絡的狀態觀測器并依據完全補償原理設計陀螺平臺控制系統。但是這些方法往往設計難度較大，計算復雜，控制系統成本較高,限制了其在實際工程中的推廣和應用。

自抗擾控制技術(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)是一種基于“主動抗擾”思想開發的新型實用控制技術，它設計簡便，不依賴于系統的數學模型，通過擴張狀態觀測器分析系統的輸入和輸出信息來提取系統中的擾動信息[5-6]。……