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
阐述了挠性陀螺的 闭环和开环两种应用方式，并从力矩刚度的角度分析了系统在两种模式下的稳定性。理论分析表明，在陀螺闭环应用时，系统的力矩刚 度会受到陀螺带宽的限制；在陀螺开环应用时，系统的力矩刚度不受陀螺带宽的限制而会大大增加。仿真与试验结果表明，陀螺开环应用效果要 好于陀螺闭环应用效果，提高了系统的力矩刚度，改善了系统的稳定性。该结果证明了理论分析的正确性，对工程应用具有一定的指导作用。
挠性陀螺 开环 闭环 力矩刚度 flexure gyroscope open loop close loop torque rigidity
华中光电技术研究所 武汉光电国家实验室，武汉 430073
大负载对舰载光电平台主要有两个方面的影响：一是谐振频率降低，系统频带变窄；二是扰动力矩增大。要保证稳定精度，需要提高系统的力矩刚度，同时对扰动进行补偿。本文提出在以测速机构成的速度闭环中加入电流环，同时用陀螺进行角速度前馈，用扰动观测器对扰动力矩进行补偿的方法。理论和仿真结果表明：电流环能够提高系统的力矩刚度，陀螺前馈加强了对船摇扰动的隔离，扰动观测器能够很好地补偿扰动力矩的作用。这种方法使稳定精度提高了1 个数量级，对工程实践具有一定的指导意义。
大负载 谐振频率 力矩刚度 电流环 陀螺前馈 扰动观测器 heavy load resonance frequency torque rigidity current loop gyro feedforward disturbance observer
