小型化和高动态是红外成像稳定平台技术的发展趋势。由于转动惯量小，传统的 PI型电流环控制难以克服反电动势的斜坡干扰，将降低小惯量红外稳定平台的动态响应。同时，高动态的小惯量红外稳定平台技术另一难点是平衡动态性和抗扰性能。为解决上述问题，本文提出一种基于无差拍预测控制和扩张状态观测的复合电流控制方法，有效提高了小转动惯量红外稳定平台的动态响应能力和抗干扰能力。仿真和实验结果表明，该复合电流控制方法将小惯量红外稳定平台电流环的调节时间缩短 1/3，对速度响应的动态性能和抗干扰性能都有明显改善作用，而且具有很好的鲁棒性能。
红外稳定平台 小转动惯量 电流环 复合控制 infrared stable platform，small moment of inertia
针对小型稳定平台转动惯量小易受冲击力矩扰动影响制导精度的问题, 先对稳定平台的力矩刚度进行分析, 根据分析结果对传感器与执行机构进行选型。然后利用经典控制理论为速率闭环设计了普通 PID控制器。通过分析普通 PID控制的不足, 对其进行抗饱和积分、适时不完全微分与非线性优化, 在此基础上引入对误差变化率的观测量, 针对大冲击力矩扰动设计了专家 PID控制器。最后利用 dSPACE搭建的半实物仿真平台对算法进行仿真测试, 测试结果表明专家 PID控制减小了冲击扰动造成的角速率误差与角位置误差, 使稳定平台具有更好的动态力矩刚度。
小型稳定平台 力矩刚度 专家 PID控制 红外成像制导 lightweight platform torque rigidity expert PID control infrared imaging guidance
