● 摘要
光电平台稳定跟踪是实现目标捕获、跟踪、瞄准以及波束稳定的关键技术。为完成无人机对地攻击任务,对光电平台稳定与跟踪伺服控制技术进行了深入研究。 建立了光电平台伺服系统各部分数学模型和无人机六自由度非线性模型,推导了无人机角运动对光电平台的影响,建立了两轴光电平台/无人机综合系统模型。根据系统的性能要求,采用复合控制方案,设计了基于传统控制方法的速率稳定环和位置跟踪环控制器,并对载体扰动进行非线性前馈补偿。利用该复合控制模型,对影响光电平台稳定精度的因素进行了仿真分析,结果表明,无人机的机动、摩擦干扰对稳定精度影响明显,复合控制不能满足无人机对地攻击过程稳定精度要求。将自抗扰控制应用在光电平台伺服控制系统中,设计了两轴光电平台自抗扰控制器。仿真结果表明,自抗扰控制抗干扰能力强、对参数变化具有较高的鲁棒性,响应速度快,超调小,有效提高了光电平台的稳定精度。基于图像的目标跟踪系统中,跟踪器延迟对系统的稳定性和跟踪精度产生不利影响。通过对光电平台伺服系统的理想控制指令的分析,给出了一种基于自适应估计的跟踪器延迟补偿方法。该方法采用自适应估计器快速估计目标速度,预测目标位置,同时结合无人机位置和姿态信息预测控制指令实现延迟补偿。仿真结果表明,该方法在目标机动和载机机动情况下能够有效提高光电平台的跟踪精度。
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