陀螺稳定平台扰动的自抗扰及其滤波控制 被引量：26

1

作者 丛爽 孙光立 +2 位作者 邓科 尚伟伟 沈宏海 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期169-177,共9页

分析了影响陀螺稳定平台隔离控制精度的主要因素,包括被控系统模型中的未建模部分、状态的随机扰动以及输出信号的测量噪声等。研究了综合解决各方面影响因素的控制方案以进一步提高陀螺稳定平台隔离精度。针对上述影响因素,设计一个两... 分析了影响陀螺稳定平台隔离控制精度的主要因素,包括被控系统模型中的未建模部分、状态的随机扰动以及输出信号的测量噪声等。研究了综合解决各方面影响因素的控制方案以进一步提高陀螺稳定平台隔离精度。针对上述影响因素,设计一个两步控制策略。第一步,利用自抗扰对系统中未建模部分进行观测及其前向补偿,将自抗扰控制中的反馈控制设计为PID控制,以实现抗平台扰动的调节控制;第二步,利用Kalman滤波器对系统中的状态扰动及测量噪声进行滤波消除。详细描述了提出的控制策略并对其性能进行了系统仿真实验及参数优化。结果表明,该方案在幅值为3°、频率为1/6Hz的载体扰动下能达到4.61%的隔离度,与非线性摩擦力建模辨识及其前向补偿策略控制实际陀螺稳定平台达到的隔离度的最好值9.39%相比,文中提出的控制隔离性能提高了50.9%,具有更高的实用价值。 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 隔离控制 自抗扰 KALMAN滤波器 PID控制

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航空摄影陀螺稳定平台 被引量：19

2

作者 许江宁 朱涛 卞鸿巍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期914-917,共4页

本文采用3个二自由度挠性陀螺仪构成陀螺稳定平台,实现中等精度的电控罗经、高精度的方位水平仪和稳定平台等功能。陀螺稳定平台对飞机飞行条件依赖较小,能承受30 g冲击加速度,正常启动时间10 min,水平精度≤0．2°,方位漂移精度≤0... 本文采用3个二自由度挠性陀螺仪构成陀螺稳定平台,实现中等精度的电控罗经、高精度的方位水平仪和稳定平台等功能。陀螺稳定平台对飞机飞行条件依赖较小,能承受30 g冲击加速度,正常启动时间10 min,水平精度≤0．2°,方位漂移精度≤0．2°/h,方位任意预置并连续显示,其整体技术性能优于LEICA公司PAV30型陀螺稳定平台。在北京地区、华中地区进行了5次不同高度飞行实验,精度满足航空摄影要求。 展开更多

关键词 航空摄影 陀螺稳定平台 挠性陀螺仪

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机载陀螺稳定平台控制算法 被引量：15

3

作者 沈晓洋 陈洪亮 刘昇 《电光与控制》 北大核心 2011年第4期46-50,共5页

在介绍陀螺稳定平台基本构型和惯性稳定隔离原理的基础上,简要分析了影响陀螺稳定平台稳定精度的因素,并对稳定控制回路进行了分析建模,分析了经典PID控制算法存在的不足,针对经典PID控制算法存在的缺点和不足,提出了基于RBF神经网络辨... 在介绍陀螺稳定平台基本构型和惯性稳定隔离原理的基础上,简要分析了影响陀螺稳定平台稳定精度的因素,并对稳定控制回路进行了分析建模,分析了经典PID控制算法存在的不足,针对经典PID控制算法存在的缺点和不足,提出了基于RBF神经网络辨识的模型参考自适应控制算法。仿真结果表明,改进后的算法克服了经典PID算法存在的不足,能够有效地解决实际被控对象模型不准确的问题,稳态精度和响应速度都有了很大的提高。 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 瞄准线稳定 神经网络 控制算法

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陀螺稳定平台状态补偿控制 被引量：16

4

作者 左哲 李东海 +1 位作者 戴亚平 宋跃进 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期141-148,共8页

基于状态补偿控制理论,设计了陀螺稳定平台的状态补偿控制系统。利用预补偿器约束系统频率特性,通过遗传算法优化参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明:在考虑参数摄动、外部扰动及耦合的情况下... 基于状态补偿控制理论,设计了陀螺稳定平台的状态补偿控制系统。利用预补偿器约束系统频率特性,通过遗传算法优化参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明:在考虑参数摄动、外部扰动及耦合的情况下,所设计的控制系统的幅值特性曲线斜率具有:低频段高于传统设计43.7%,高频段低于传统设计13.4%的效果;小于0.2s响应时间;扰动不敏感的性能鲁棒性。 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 自抗扰控制 Tornambe控制 预补偿器 状态补偿控制

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航空摄影陀螺稳定平台的嵌入式计算机控制系统 被引量：5

5

作者 朱涛 鲍德宁 +1 位作者 许江宁 卞鸿巍 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第3期42-45,共4页

针对航空摄影陀螺稳定平台的特殊要求,论证了嵌入式控制模型。采用数据流程图对系统软件进行了分析,设计了应用于陀螺稳定平台的计算机控制系统。系统试验和飞行试用结果表明:该计算机控制系统具有功能强,可靠性高的特点。陀螺稳定平台... 针对航空摄影陀螺稳定平台的特殊要求,论证了嵌入式控制模型。采用数据流程图对系统软件进行了分析,设计了应用于陀螺稳定平台的计算机控制系统。系统试验和飞行试用结果表明:该计算机控制系统具有功能强,可靠性高的特点。陀螺稳定平台已成功地应用于航空摄影领域。 展开更多

关键词 航空摄影 陀螺稳定平台 嵌入式计算机 数据流程图

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高精度陀螺稳定平台稳定回路设计 被引量：11

6

作者 王巾 王凯 《光电技术应用》 2012年第3期26-29,73,共5页

介绍了两轴陀螺稳定平台隔离载体扰动的原理,对陀螺稳定平台的稳定回路进行了数学建模分析和设计。选择了双速度环控制方法,使稳定伺服系统较传统的单速度环方法具有更好的抗干扰性和鲁棒性,并通过样机测试数据表明,该稳定平台具有较高... 介绍了两轴陀螺稳定平台隔离载体扰动的原理,对陀螺稳定平台的稳定回路进行了数学建模分析和设计。选择了双速度环控制方法,使稳定伺服系统较传统的单速度环方法具有更好的抗干扰性和鲁棒性,并通过样机测试数据表明,该稳定平台具有较高的稳定精度。 展开更多

关键词 视轴稳定 PID控制 陀螺稳定平台 双内环控制

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嵌入式机载摄影稳定平台的设计 被引量：10

7

作者 邱宝梅 王建文 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1981-1984,共4页

为消除无人机或直升机飞行振动对航空摄影清晰度的影响,设计了安装摄像机的机载摄影稳定平台。该机载摄影稳定平台采用了嵌入式控制技术﹑多传感器融合技术等。以微处理器AT91RM9200和嵌入式操作系统μC/OS–Ⅱ为核心设计了控制系统;以... 为消除无人机或直升机飞行振动对航空摄影清晰度的影响,设计了安装摄像机的机载摄影稳定平台。该机载摄影稳定平台采用了嵌入式控制技术﹑多传感器融合技术等。以微处理器AT91RM9200和嵌入式操作系统μC/OS–Ⅱ为核心设计了控制系统;以微机械陀螺﹑加速度计和GPS等传感器组成航姿仪来测量稳定平台的速度与姿态信息。该稳定平台在实验室的摇摆平台上和无人飞机上分别进行了稳定测试,其姿态稳定精度达到0.4°,隔离度达到38dB,从而达到了高清晰度摄影的要求。同时,具有重量轻﹑功耗小﹑灵活度高等特点。 展开更多

关键词 机载摄影 陀螺稳定平台 嵌入式控制

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陀螺稳定平台速度环的离散模型参考自适应控制 被引量：7

8

作者 丛爽 魏学云 +2 位作者 邓科 尚伟伟 沈宏海 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2014年第3期287-292,共6页

在建立两轴四框架陀螺稳定平台内方位速度环的非线性模型,并对非线性摩擦力进行前馈补偿的基础上,将模型参考自适应控制理论引入到陀螺稳定平台的系统控制中.根据控制系统结构、输入/输出关系以及广义输出误差建立了离散模型参考自适应... 在建立两轴四框架陀螺稳定平台内方位速度环的非线性模型,并对非线性摩擦力进行前馈补偿的基础上,将模型参考自适应控制理论引入到陀螺稳定平台的系统控制中.根据控制系统结构、输入/输出关系以及广义输出误差建立了离散模型参考自适应控制系统;推导出带有可调函数的自适应控制器;针对可调函数的分母有可能出现接近于零或为零值而导致可调函数值非常大甚至无穷大的情况,提出了一种通过对分母采用阈值限制,使分母在小于阈值的情况下采用上一时刻函数值的改进方法.对所提出的控制器的优越性进行了性能对比实验:在非线性摩擦力前馈补偿不充分的情况下,分别采用所提出的模型参考自适应控制和比例—积分(PI)控制进行系统仿真的性能对比实验及其实验结果的对比分析.本文为进一步提高陀螺稳定平台的控制性能,提供了一种新的高精度的控制策略. 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 两轴四框架 速度环 自适应控制

原文传递

基于模糊-PID控制的小型机载摄影稳定平台 被引量：6

9

作者 邱宝梅 王凤娟 王建文 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期23-28,共6页

由于飞机振动、陀螺漂移、框架耦合等原因,机载摄影稳定平台设计与控制是一个复杂的过程,很难获得精确的控制模型。本小型机载摄影稳定平台采用微机械陀螺、直流伺服电机和减速器的三框架结构设计,改善了现有机载摄影稳定平台存在的结... 由于飞机振动、陀螺漂移、框架耦合等原因,机载摄影稳定平台设计与控制是一个复杂的过程,很难获得精确的控制模型。本小型机载摄影稳定平台采用微机械陀螺、直流伺服电机和减速器的三框架结构设计,改善了现有机载摄影稳定平台存在的结构笨重、适应性差等特点,同时将模糊-PID混合算法应用于平台的稳定控制,当系统误差大的时候采用模糊控制,而当系统误差小时候,采用PID控制,实现了两种控制算法的优势互补,经仿真和实测数据表明,其控制静态和动态性能都明显的好于传统的PID控制,将稳定误差减小了±0.1°左右,得到了较为满意的稳定控制效果。 展开更多

关键词 机载摄影 陀螺稳定平台 模糊-PID控制

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某型光电跟瞄平台跟踪回路的设计与实现 被引量：5

10

作者 李亦君 陈祖金 《航空兵器》 2006年第2期38-42,共5页

简要介绍了光电跟瞄平台的功能,分析了跟踪系统的构成,提出了一种对陀螺稳定平台跟踪回路的设计方法,并简要介绍了跟踪回路的软硬件实现及结果。

关键词 光电跟踪系统 稳定平台 控制 目标瞄准线

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机载摄影稳定平台的自抗扰控制 被引量：5

11

作者 邱宝梅 万吉权 王建文 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期21-26,共6页

针对航空摄影稳定平台中非线性、多干扰的控制问题,采用自抗扰控制方法对三框架稳定平台进行分散独立控制。利用拉格朗日定理建立了考虑外部干扰的三框架结构稳定平台的动力学方程。设计独立的扩张状态观测器对每个环架的未知模型动态... 针对航空摄影稳定平台中非线性、多干扰的控制问题,采用自抗扰控制方法对三框架稳定平台进行分散独立控制。利用拉格朗日定理建立了考虑外部干扰的三框架结构稳定平台的动力学方程。设计独立的扩张状态观测器对每个环架的未知模型动态与外部扰动进行动态估计和补偿,采取非线性状态反馈控制以提高系统的控制性能。通过仿真和实验证明采用该方法设计的控制器不仅能满足系统稳态精度的要求,而且有效抑制了负载变化和不确定性扰动对系统的影响,提高了系统的稳定性和适应性。 展开更多

关键词 机载摄影 陀螺稳定平台 自抗扰控制 鲁棒性

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无人侦察机目标跟踪系统控制模型 被引量：3

12

作者 陈澜 王鹏 安锦文 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2005年第1期66-68,共3页

无人侦察机对目标的跟踪是通过调整陀螺稳定平台的高低角和方位角,从而使摄影设备的光轴对准目标来实现的。给出了根据摄影设备的焦距以及目标在监视屏上的坐标,求取平台的姿态角控制指令的系统方案;在考虑表观运动即无人机角运动对平... 无人侦察机对目标的跟踪是通过调整陀螺稳定平台的高低角和方位角,从而使摄影设备的光轴对准目标来实现的。给出了根据摄影设备的焦距以及目标在监视屏上的坐标,求取平台的姿态角控制指令的系统方案;在考虑表观运动即无人机角运动对平台角运动影响的情况下,得出求取控制指令的表达式;并对无人机目标跟踪系统的控制模型进行了仿真验证。 展开更多

关键词 目标跟踪 陀螺稳定平台 控制模型

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稳定平台中陀螺漂移自适应实时估计算法 被引量：4

13

作者 张智永 周晓尧 范大鹏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1044-1051,共8页

针对陀螺稳定平台的漂移问题,建立了陀螺稳定跟踪装置在不同工作模式下陀螺漂移的数学模型,指出稳定模式下包含常值漂移和相关漂移的陀螺低频噪声是影响稳定精度的主要原因。提出一种自适应实时估计算法,采用卡尔曼滤波框架和滤波器收... 针对陀螺稳定平台的漂移问题,建立了陀螺稳定跟踪装置在不同工作模式下陀螺漂移的数学模型,指出稳定模式下包含常值漂移和相关漂移的陀螺低频噪声是影响稳定精度的主要原因。提出一种自适应实时估计算法,采用卡尔曼滤波框架和滤波器收敛判据,结合Sage-Husa滤波和加权Sage-Husa滤波算法,利用跟踪器跟踪静止目标时输出的脱靶量信号对陀螺常值漂移和相关漂移进行估计。实验结果表明:该算法能够在系统模型和噪声特性均不准确的情况下使用,收敛时间小于3s,估计均方差小于0.02(°)/s,具有良好的鲁棒性和自适应能力。 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 陀螺漂移 卡尔曼滤波 Sage-Husa滤波 自适应滤波

原文传递

车载高精度陀螺稳定跟踪系统 被引量：2

14

作者 吴卓昆 舒小芳 +1 位作者 孙利军 杨凯 《光电技术应用》 2011年第6期8-10,17,共4页

讨论了车载平台高精度光电跟踪系统问题,进行了系统结构设计,平台采用T型结构,并通过整体减振的方式隔离载体的高频振动。进行了控制系统设计,利用陀螺稳定装置实现平台的粗级稳定,高频快速反射镜实现平台的精级稳定,通过这种粗精结合... 讨论了车载平台高精度光电跟踪系统问题,进行了系统结构设计,平台采用T型结构,并通过整体减振的方式隔离载体的高频振动。进行了控制系统设计,利用陀螺稳定装置实现平台的粗级稳定,高频快速反射镜实现平台的精级稳定,通过这种粗精结合的二级稳定平台来提高平台的稳定精度。进行了模拟仿真试验,通过摇摆台来模拟车载环境试验进行系统测试。试验结果表明该系统能达到较高的跟踪精度。 展开更多

关键词 跟踪系统 陀螺稳定 二级稳定 车载平台

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机载光电跟踪系统基于遗传算法的模糊控制器优化设计研究

15

作者 耿延洛 姜长生 张宏 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期360-365,共6页

分析了机载光电跟踪系统的构成 ,并对机载光电跟踪系统的最主要组成部分——陀螺稳定平台框架系统设计了基于 GA(遗传算法 )的模糊控制器。由于遗传算法可以搜索整个空间 ,不易陷入局部最优解 ,不受搜索空间的限制性假设的约束 ,因此本... 分析了机载光电跟踪系统的构成 ,并对机载光电跟踪系统的最主要组成部分——陀螺稳定平台框架系统设计了基于 GA(遗传算法 )的模糊控制器。由于遗传算法可以搜索整个空间 ,不易陷入局部最优解 ,不受搜索空间的限制性假设的约束 ,因此本文通过遗传算法对模糊控制器的控制规则、参数以及量化因子和比例因子进行了优化。在对模糊控制器设计的过程中 ,为了提高模糊控制的精度并加速遗传算法的收敛速度 ,还采用了变论域的方法。通过对系统详细的仿真研究 ,验证了基于 GA的模糊控制器设计的良好控制效果。 展开更多

关键词 模糊控制器 陀螺稳定平台 遗传算法 机载光电跟踪系统 优化设计 战斗机

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光电平台速率稳定回路的仿真设计 被引量：2

16

作者 黎志强 许兆林 徐景硕 《自动化与仪器仪表》 2008年第6期17-20,共4页

介绍了一类使用速率陀螺为测量元件的光电平台稳定回路的构成,分析了速率稳定回路中影响输出角速度的三个因素,重点就干扰力矩对平台稳定性的影响进行了分析。针对静态力矩刚度的要求,提出了采用一种新的高阶超前滞后校正的校正方法。... 介绍了一类使用速率陀螺为测量元件的光电平台稳定回路的构成,分析了速率稳定回路中影响输出角速度的三个因素,重点就干扰力矩对平台稳定性的影响进行了分析。针对静态力矩刚度的要求,提出了采用一种新的高阶超前滞后校正的校正方法。理论上分析若采用滞后超前校正,而不考虑静态刚度要求,必然得到稳定回路不能抵抗常值干扰力矩的结论。为了对比分析,本文给出了两种校正方法的校正结果,并运用Simulink进行了速率稳定回路抵抗常值干扰力矩的仿真实验。仿真结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 静态力矩刚度 陀螺稳定平台 视轴稳定

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无人机任务设备/飞机综合控制的建模及仿真 被引量：2

17

作者 王鹏 陈澜 安锦文 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期20-22,共3页

现有的无人机目标跟踪系统飞机控制和任务设备控制是互相独立的,当飞机作突然的角运动时,会导致稳定平台及其上的任务设备抖动,是导致丢失目标的主要原因。文中通过坐标变换,推导出飞机角运动与稳定平台角运动之间的关系,建立了双轴陀... 现有的无人机目标跟踪系统飞机控制和任务设备控制是互相独立的,当飞机作突然的角运动时,会导致稳定平台及其上的任务设备抖动,是导致丢失目标的主要原因。文中通过坐标变换,推导出飞机角运动与稳定平台角运动之间的关系,建立了双轴陀螺稳定平台在考虑飞机角运动干扰时的综合控制模型,从而为综合控制系统设计奠定基础。 展开更多

关键词 无人机 陀螺稳定平台 坐标变换 仿真

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基于陀螺稳定座架的移动成图系统活动杆臂补偿技术 被引量：1

18

作者 周东灵 林翰 +1 位作者 扈光锋 曲雪云 《导航定位与授时》 2016年第3期32-36,共5页

陀螺稳定座架和位置姿态系统(Position and Orientation System,POS)一起构成了移动成图系统(Mobile Mapping System,MMS)的稳定控制部分,POS的位置和姿态角必须达到很高的精度才能满足成图需求。提出了基于陀螺稳定座架的活动杆臂补偿... 陀螺稳定座架和位置姿态系统(Position and Orientation System,POS)一起构成了移动成图系统(Mobile Mapping System,MMS)的稳定控制部分,POS的位置和姿态角必须达到很高的精度才能满足成图需求。提出了基于陀螺稳定座架的活动杆臂补偿技术,利用陀螺稳定座架测量的姿态角对测绘作业过程中卫星天线到POS的活动杆臂进行解算,对POS输出的位置和速度进行变杆臂补偿,获得更加精确的位置和姿态角信息。机载试验结果表明,该算法可以获得高精度的位置信息,且对姿态角精度有一定提高,是一种有效的系统活动杆臂补偿技术。 展开更多

关键词 陀螺稳定座架 活动杆臂 POS 移动成图系统

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基于ADAMS和Matlab的陀螺稳定平台机电联合仿真 被引量：1

19

作者 程川 袁佳 +2 位作者 邢莎 吴辉 钟小兵 《四川兵工学报》 CAS 2014年第5期139-141,共3页

建立了导引头陀螺稳定平台的机械系统和控制系统模型,并利用ADAMS和Matlab等软件对该机电系统模型在不同的外部载荷与扰动下进行了机电联合仿真;仿真结果证明了机电联合仿真能够很好地反映系统的特性,为机电系统的研制、改进提供了重要... 建立了导引头陀螺稳定平台的机械系统和控制系统模型,并利用ADAMS和Matlab等软件对该机电系统模型在不同的外部载荷与扰动下进行了机电联合仿真;仿真结果证明了机电联合仿真能够很好地反映系统的特性,为机电系统的研制、改进提供了重要的参考依据和试验数据。 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 机电联合仿真 ADAMS MATLAB

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陀螺稳定平台振动漂移性能研究 被引量：1

20

作者 刘思超 《战术导弹技术》 2014年第2期91-94,共4页

系统分析了陀螺稳定平台在随机振动环境下的漂移性能变化,给出了机械谐振是导致随机振动环境下陀螺平台漂移变大的重要因素,进而通过建立陀螺稳定平台振动测试系统,试验验证了理论分析的正确性并提出改进措施。在保证整体振动量级不变... 系统分析了陀螺稳定平台在随机振动环境下的漂移性能变化,给出了机械谐振是导致随机振动环境下陀螺平台漂移变大的重要因素,进而通过建立陀螺稳定平台振动测试系统,试验验证了理论分析的正确性并提出改进措施。在保证整体振动量级不变的条件下,通过降低谐振频段的振动激励,改善了稳定平台振动试验的合理性,确保了环境应力筛选试验的有效性。 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 随机振动 振动漂移 环境应力筛选

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