為提高輕型機(jī)載光電穩(wěn)定平臺(tái)的擾動(dòng)抑制能力,設(shè)計(jì)了一種基于擾動(dòng)觀測器與Stribeck模型相結(jié)合的穩(wěn)定控制回路。首先,對(duì)機(jī)載光電穩(wěn)定平臺(tái)穩(wěn)定環(huán)路進(jìn)行建模,分析擾動(dòng)來源,確定補(bǔ)償方案。其次,在傳統(tǒng)穩(wěn)定回路的基礎(chǔ)上,加入Stribeck摩擦補(bǔ)償器和DOB擾動(dòng)觀測器,通過仿真驗(yàn)證其對(duì)穩(wěn)定精度提升的可行性。結(jié)果表明,在5 Hz,0.12°的正弦擾動(dòng)下,視軸的穩(wěn)定精度提高近5倍,有效地抑制了機(jī)構(gòu)"低速爬行",速度跟蹤誤差的均方根值從0.31 (°)/s下降至0.07 (°)/s,且對(duì)于不同頻率擾動(dòng)的隔離度均有明顯提升。

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圖3 擾動(dòng)補(bǔ)償控制系統(tǒng)

在圖1穩(wěn)定回路控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上,加入Stribeck摩擦補(bǔ)償器及DOB控制器,如圖3所示。圖3中:U為系統(tǒng)輸入;Y為被控對(duì)象實(shí)際輸出。圖中上部虛線框?yàn)槟Σ亮匮a(bǔ)償單元,采用基于Stribeck模型的摩擦力矩補(bǔ)償方法,主要對(duì)系統(tǒng)動(dòng)/靜摩擦特性以及動(dòng)態(tài)非勻速下阻力矩變化曲線進(jìn)行描述并加....

圖4 系統(tǒng)仿真流程框圖

根據(jù)上文構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型,借助Matlab/Simulink仿真工具,搭建具有Stribeck摩擦補(bǔ)償以及基于DOB擾動(dòng)補(bǔ)償控制器的控制系統(tǒng)模型,如圖4所示。被控對(duì)象G(s)為二階模型,即

圖5 不同控制方案對(duì)單摩擦作用下速度跟蹤結(jié)果圖

設(shè)定系統(tǒng)仿真輸入為頻率是0.8Hz,幅值是1°的低頻正弦信號(hào),由于仿真輸入值代表系統(tǒng)的期望速率值,即設(shè)定系統(tǒng)跟蹤頻率是0.8Hz,幅值1(°)/s的速率信號(hào)。此時(shí)在不同的控制器的作用下,系統(tǒng)輸出結(jié)果如圖5所示。由圖5可知,采用摩擦補(bǔ)償+DOB控制方案后,系統(tǒng)低速運(yùn)行時(shí)“速度....

圖6 不同控制方案對(duì)外部擾動(dòng)與摩擦作用下速度跟蹤結(jié)果圖

由圖6可知,加入補(bǔ)償器后,系統(tǒng)對(duì)載機(jī)角速度擾動(dòng)的抑制能力明顯增強(qiáng),瞄準(zhǔn)線在慣性空間下波動(dòng)峰值從1(°)/s下降為0.2(°)/s,有效地提高了平臺(tái)視軸穩(wěn)定精度。圖6不同控制方案對(duì)外部擾動(dòng)與摩擦作用下速度跟蹤結(jié)果圖

本文編號(hào)：4057023