为了进一步提高复合轴航空光电稳定平台的性能, 文中首先在硬件电路中采用电流环将复杂的电机模型简化为一阶模型, 同时保证电机的输出力矩稳定; 然后在PD控制器的基础上, 引入了自适应鲁棒控制器, 对快速反射镜进行位置控制和扰动抑制; 最后分别通过带宽测试实验、扰动抑制实验、视轴稳定实验和鲁棒性实验对其性能进行测试, 并采用DOB型音圈式-快速反射镜和压电陶瓷式-快速反射镜做对比。实验结果表明: 相比于传统的DOB型音圈式-快速反射镜系统, 本文控制方法的参数鲁棒性更强; 相比于传统的压电式-快速反射镜, 本文控制方法不仅视轴稳定精度与其不相上下, 还具有更大的行程。除此之外, 在80 Hz以内任意频率扰动的影响下, 基于ARC型音圈式-快速反射镜的复合轴航空光电稳定平台的视轴稳定精度均可以控制在5 μrad(RMS)以内; 同时在-40 ℃~50 ℃的温度条件下依然可以保持该性能, 远远优于DOB型音圈式-快速反射镜的效果。本文控制方法完全满足高精度航空光电稳定平台的性能要求, 对提高航空光电稳定平台控制系统的抗扰动性能具有较高的实用价值。

对航空光电稳定平台模型进行分析并利用电流环简化了平台模型。阐述了影响平台稳定性的扰动及抑制扰动的方法, 提出一种基于预报修正的自抗扰控制系统。首先, 提出了一种预报修正方法, 采用"先预报, 后修正"的方法来减小扰动观测值的滞后和超调; 然后, 设计了基于二阶扩张状态观测器的自抗扰控制系统, 对扰动进行线性化动态补偿; 最后, 在振动平台上对系统进行了速度稳定实验、目标跟踪实验和鲁棒性分析。结果表明, 与经典的平方滞后超前控制方法相比, 本文设计的控制方法对扰动的隔离度至少提高了5.88 dB。另外, 设计的系统具有很强的鲁棒性, 在系统参数改变±15%的范围内, 仍得到很好的控制效果。由于所设计的控制系统具有很强的实用性和鲁棒性, 在工程实际应用中提高了航空光电稳定平台的抗扰动性能。

传统的无人机目标定位技术要求在外场对惯导基准，减振器基座和光电平台坐标系之间进行复杂的标校，利用空间坐标系转换理论对地面目标进行定位。但由于各坐标系之间标校的偏差和飞机经纬度的误差，使得定位结果精度较低。航空吊舱采用惯导系统和光电转台固联的安装方式，可以彻底消除减振器带来的误差。光电转台在垂直下视状态下，利用飞机海拔高度和激光测距值就可以算出目标点海拔高度。同时利用目标点和GPS基准点之间的像素关系并结合基准点地理经纬度可以准确计算出目标点的GPS坐标。通过仿真实验可以看出航空吊舱在垂直下视模式下，基于GPS基准点进行地面目标定位的方法可以得到较高的精度。相比空间坐标变换的定位方法节省了复杂的系统标校过程，简化了算法公式，不仅提高了定位精度，还增加了解算的实时性。

为了解决机载环境下交流B 码信号中的噪声和畸变问题,提高解码的精度和稳定性,设计了中心频率在1 kHz的带通滤波器对IRIG-B码信号进行滤波;然后,针对滤波后所引入的相位差设计了一个数字补偿电路,对1 PPS信号进行相位校准,消除相位误差。实验结果表明:滤波有效地抑制了信号中的噪声,还将失真的信号还原成真实的信号,无用的频率信号以-34 dB/十倍频率的水平得到抑制;经过数字相位补偿后,不仅消除了由于滤波所引入的相位差,而且消除了由于过零器的过零精度等所引入的相位差, 1 PPS准时点的精度由文献[1]的优于 10 μs提高到了优于3 μs。该设计满足机载环境下交流时间码的解码要求,消除了噪声的干扰和信号的失真,提高了解码的精度和稳定性。