● 摘要
陀螺稳定跟踪平台广泛应用于弹载、机载、星载、舰载、车载武器等军事领域和空间遥感探测、公安消防、环境监测等民用领域。由于自稳定跟踪平台可以排除载体干扰并对目标进行自动跟踪，研究能够提高跟踪精度和实现快速无超调捕获的控制方法具有非常重要的意义。本文以某型号车载陀螺稳定光电跟踪平台为背景，针对系统中的视轴稳定控制、陀螺信号处理以及跟踪控制等关键技术进行了研究，论文主要完成的工作如下： 第一，结合两轴自稳定光电跟踪平台系统的构成，建立了各组成部分及系统的数学模型。第二，结合自稳定跟踪平台的工作原理，分析了平台方式下陀螺信号的引入及实时数字滤波方法，并得到了仿真验证；分析了双速度环模式下，稳定回路的鲁棒性和抗干扰性优于单速度环模式的原理。第三，在模糊自适应控制原理的基础之上，结合稳定跟踪平台跟踪回路的快速无超调捕获及跟踪的基本要求，设计了模糊自适应跟踪回路控制器，仿真结果表明，该方法明显优于传统的固定参数PID的控制效果；就算法的实时性和收敛速度两方面与遗传算法和粒子群算法进行了比较。仿真验证表明，模糊自适应控制算法收敛速度快，几乎没有超调，而且计算量小。通过针对跟踪系统的理论分析、仿真研究和实际应用表明：设计的控制结构与方法可以使得跟踪系统达到较高的跟踪精度，同时又能够保持相当的稳定性，而且所设计的算法计算量相对较小且实现简单、能够满足实时性的要求。