● 摘要
惯性稳定平台能有效隔离载体在飞行过程中受到的大气湍流等外部扰动，使得遥感载荷的视轴能够保持惯性稳定，从而获得高精度的遥感数据。但是，由于不平衡扰动、摩擦、基座角运动等扰动因素的影响，会使得惯性稳定平台的稳定精度降低。其中，由于质心偏离惯性稳定平台的几何中心而产生的不平衡扰动对惯性稳定平台的稳定性影响较大，需要通过分析其产生与作用机理，建立不平衡扰动的模型，并在此基础上研究相应的不平衡扰动抑制方法，提高平台的稳定精度。
根据惯性稳定平台的动力学模型和控制系统模型，本文分析了平台的频率特性，通过分析惯性稳定平台偏转角和不平衡力臂的变化规律，建立了不平衡扰动的模型，并对不平衡扰动的抑制方法进行了设计和研究。具体内容如下：
建立了惯性稳定平台的动力学模型和控制系统模型，并在此基础上，利用间接法，通过研究不同频率的基座角运动对平台性能的影响程度对惯性稳定平台进行了频率特性分析。
提出了一种不平衡扰动的建模方法，通过分析摩擦、基座角运动等扰动作用下惯性稳定平台的偏转角和不平衡力臂的变化规律，建立了不平衡扰动的模型。仿真实验表明，不平衡扰动会严重影响惯性稳定平台的稳定精度，需要对其进行抑制。
研究了基于不平衡扰动模型的前馈控制方法，该方法可以实现不平衡扰动的抑制，但是难以抑制不平衡扰动建模误差以及建模过程中引入的摩擦参数的不确定性等扰动；在此基础上，设计了干扰观测器实现对不平衡扰动的抑制；通过分析前馈控制和干扰观测器的优缺点，设计了前馈+干扰观测器的综合控制方法。仿真实验结果表明，该方法能有效提高惯性稳定平台的稳定精度。