● 摘要
在框架式稳定平台中，捷联式两轴框架稳定跟踪平台以其所需空间小，伺服负载轻而得到越来越多的应用，包括直角坐标式稳定平台和极坐标式稳定平台。其中极坐标稳定平台的跟踪离轴角可达到90°，远大于直角坐标式稳定平台，更有发展潜力。极坐标稳定平台主要应用于导弹导引系统、飞行器/舰船目标探测系统，尤其是先进的导引头中，所以对极坐标稳定平台控制技术的研究很有实际意义。
对极坐标稳定平台进行了运动学建模，分析了其稳定与跟踪原理，在此基础上设计了基于全像平面的角度指令计算与优化过程。然后根据自抗扰控制理论，选取反正切函数设计了跟踪微分器，扩张状态观测器，加上非线性PID组成了自抗扰控制器，并在Matlab上搭建仿真系统对角度指令计算与控制器的性能进行了仿真验证。最后对两轴稳定平台盲区的产生原理进行分析，并针对盲区对极坐标稳定平台跟踪效果的影响进行了具体分析，得出相应结论，继而针对性地设计了盲区跟踪策略，并将策略融入到指令计算过程中，最终得到融入了盲区跟踪策略的指令计算与优化过程。针对易导致目标丢失的运动过程，通过分别对普通跟踪方式的系统和采用了盲区跟踪策略的系统进行仿真，验证了盲区跟踪策略的有效性。