导引头稳定平台的扰动补偿及改进滑模控制

作者：张明月; 刘慧; 赵伟伟; 储海荣; 周满; 苗锡奎; 张帆^*

来源：光学精密工程, 2018, 26(08): 2057-2066.

• 改进滑模控制器
• 扩张高增益观测器
• 隔离度
• 摩擦补偿

为提高导引头稳定平台抗扰性,提出了一种导引头稳定平台的扰动补偿及改进滑模控制策略。首先根据扰动特点将扰动分为摩擦力矩和"剩余扰动"两部分,基于Stribeck摩擦模型辨识摩擦参数,并进行摩擦力矩补偿;采用扩张高增益观测器对"剩余扰动"进行估计,并给出了扩张高增益观测器的收敛条件。然后设计了改进滑模控制器作为稳定回路的控制器实现伺服控制,采用Lyapunov函数证明其稳定性。最后,搭建测试系统分别进行了稳定平台性能测试和导引头性能测试,用于验证跟踪和抗扰效果。实验结果表明,跟踪1(°)/s的梯形波时,提出的控制器有效地补偿了摩擦,同时稳态精度提高了0.032 8(°)/s;给定三轴转台典型幅值和频率扰动下,采用提出的控制器时系统隔离度至少提高了0.57%。表明提出的控制器改善了系统抗扰性。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所