1 河南平原光电有限公司，河南 焦作 454001
2 大连理工大学 控制科学与工程学院, 辽宁 大连 116024
针对某车载上反稳瞄系统中火炮瞄准线稳定精度0.2 mrad的要求，提出在惯性速率稳定闭环内增加高增益的加速度闭环校正，形成多闭环的控制回路，并通过ITAE(integral of time-weightde absolute error)最优控制对系统控制回路的PID参数进行整定。对上反稳瞄系统构成进行分析，对控制系统的负载、陀螺和无刷力矩电机等闭环回路进行建模仿真；利用ITAE最优控制器对多闭环控制系统的PID控制参数进行调节；对系统添加随机干扰和单位阶跃响应，测试其相关性能。测试结果表明：相比传统的调整PID参数和单速度环控制系统，基于加速度多闭环ITAE最优控制器可以使系统抗扰动性能提高约78%，超调量减小约23%，摇摆稳定精度提高约29%，可较好地满足上反稳瞄系统稳定性能的要求。
上反稳瞄系统 加速度反馈 最优控制 仿真 upper anti-stabilization aiming system acceleration feedback optimal control simulation
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为了提高大口径望远镜的抗风载扰动能力和对目标的跟踪精度, 要求望远镜控制系统有较好的动态性能和稳态跟踪精度, 望远镜的闭环控制带宽决定了控制系统的跟踪性能。因此, 首先根据望远镜结构的二质弹簧质量模型, 分析影响望远镜控制系统闭环带宽和动态响应的因素, 进而介绍提高闭环控制系统带宽的两种方法: 结构滤波器方法和加速度反馈控制方法; 然后, 详细分析了结构滤波器的设计方法及其望远镜控制系统中的应用; 最后, 分析了基于加速度反馈控制的设计方法以及该控制策略对提高望远镜控制系统闭环带宽的有效性。通过实验结果可以看出, 加速度反馈控制方法对提高望远镜镜控制系统闭环带宽更加有效。
大口径望远镜 闭环带宽 结构滤波器 加速度反馈 large telescope closed-loop bandwidth structural filter acceleration-feedback 红外与激光工程
2018, 47(12): 1237001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
为了提高航空光电稳定平台的扰动隔离度，在传统平台的电流反馈、速度反馈、位置反馈的基础上增加了高增益加速度反馈，并利用伪微分反馈的控制技术设计出新的控制器来代替传统的速度反馈的PI控制器。实验结果表明，在模拟转台以1°、0~2.5 Hz的正弦干扰下，相对于传统的航空光电稳定平台，基于伪微分和加速度反馈控制的光电稳定平台的阶跃响应超调量减小了约7.8%，扰动隔离度提高了约8.7 dB; 相对于基于PI控制器和加速度反馈控制的航空光电稳定平台，基于伪微分和加速度反馈控制的光电稳定平台的阶跃响应超调量减小了约2.6%，且平台的过渡过程加快。该控制系统能够有效地抑制扰动力矩的影响，具有较好的通用性和实用性。
扰动隔离度 伪微分 加速度反馈 航空光电稳定平台 disturbance isolation degree pseudo-derivative acceleration feedback aerial photoelectrical stabilized platform
1 中国科学院光电技术研究所，成都 610209
2 电子科技大学 光电信息学院，成都 610054
3 中国科学院光束控制重点实验室，成都 610209
4 中国科学院大学，北京 100049
惯性稳定平台在运行过程中会受到内部和外部因素的影响，这些因素的变化引起被控对象的参数变化，进而降低系统的控制精度。本文提出在惯性稳定平台的速度回路内增加高增益的加速度闭环校正，可以很好地补偿被控对象参数变化的不利影响。并且由于加速度计为惯性敏感元件，加速度内回路还具有扰动抑制能力，惯性稳定平台的主动抑制能力等于加速度回路和速度回路抑制能力之和。实验证明，加速度反馈闭环增强了惯性稳定平台的主动抑制能力。
惯性稳定平台 加速度计 加速度反馈 主动抑制能力 inertial stabilized platform accelerometer acceleration feedback active disturbance suppression
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京 100039
在动基座光电稳定平台伺服系统中引入了加速度反馈闭环以提高其动态性能。考虑准确建立动基座光电稳定平台控制对象模型难度很大，该加速度反馈闭环没有基于控制对象模型，而是通过直接测量角加速度信号来实现。仿真、分析结果表明，加速度反馈闭环的引入有效提高了伺服系统动态力矩刚度，并改善了伺服系统起动、制动性能。引入加速度反馈闭环后，动基座光电稳定平台伺服系统对摩擦力矩抑制能力明显提高; 对周期性扰动抑制能力提高了9.3 dB; 对速度阶跃响应超调量降低了4.9%，同时过渡过程也有极大的改善。该伺服系统不仅结构简单，鲁棒性强，且有较好的通用性。
动基座光电稳定平台 伺服系统 加速度反馈 扰动力矩 moving base optoelectronic platform servo system acceleration feedback disturbance moment
1 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
2 中国科学院研究生院,北京 100039
实现高精度跟踪,尤其在外界干扰力矩下,必须增加系统刚度来提高系统的扰动抑制能力。提出将加速度反馈引入常规的跟踪系统控制方式中,实现了由电流环、加速度环、速度环、位置环构成的四闭环控制模式。高增益的加速度反馈为系统提供一个响应更快、带宽更宽的内环,克服了单纯速度反馈带宽窄的特性。首先从理论上分析和证明了该方法的意义,多闭环控制模式可以提高系统的刚度,从而增强系统的抗扰动能力;同时,在加速度反馈的基础上研制前馈控制器,能够进一步提高大速度目标的跟踪性能。在某一实际的系统中对多闭环控制模式进行了实验验证,结果表明:同以往的控制方法相比扰动抑制带宽由15Hz提高到30Hz;并且在10Hz以下频率获得了-30dB抑制能力。
多闭环控制 前馈控制 加速度反馈 扰动抑制 跟踪系统 multi-closed loops control feed forward control acceleration feedback disturbance suppression tracking system
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
谐振常常造成伺服系统不稳定,影响其控制性能.首先建立光电控制系统的动力学方程,分析了谐振和反谐振产生的原因.伺服系统同样也受到反谐振的影响,并且反谐振出现在谐振之前.由于间隙和摩擦的影响,谐振往往会随之变化,很难用固定的陷波器去补偿.提出一种负载加速度反馈控制算法减小谐振的影响,由此形成三闭环控制模式.根据提出的加速度反馈算法3条准则设计加速度控制器,采用此控制方法速度闭环带宽提高了5Hz左右,谐振峰减小了15dB.并且200Hz以后的谐振迅速衰减,提高了系统的稳定性.
加速度反馈 电流环 带宽 机械谐振 跟踪控制系统
