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基于板极模型方法的光电经纬仪伺服控制技术研究

任永平  
【摘要】: 在光电经纬仪的伺服控制中,综合导引方式是将现场所能获得的数据信息收集起来,通过某种形式的加权处理,形成对目标方位的一种综合估计,并以这些综合值参与伺服系统控制。综合导引方式的目的旨在使伺服系统具有良好的跟踪效果。由于综合导引涉及到多个测量设备,各测量对系统稳定性能有不同程度的影响,因此,在综合导引方法中,伺服控制器的设计必须考虑稳定性和动态性能之间的折衷问题。本文采用非性控制方法对这一问题进行研究,具体包括以下内容: 1.提出一种新的控制策略构造方法。在对现有非线性控制方法充分研究的基础上,归纳、总结出一种新的工程控制方法,这一控制方法的思想来源于电容电极对极间电荷的作用原理——将控制器看作是电容电极,而被控对象看作是“粒子”,经过数学处理,形成一种对状态变量的约束函数式。在对这一约束式非线性特性充分分析的基础上,用它构成一种具有较强工程意义的非线性控制器。 2.对被控对象和“粒子”的关系进行分析。由于被控对象的多样性,将被控对象和“粒子”联系起来的本质是对控制系统的稳定性进行分析。首先,利用无源化理论、微分几何理论的有关结论、方法推导了被控对象“粒子”化的条件和实现方法;其次,从工程应用角度出发,推导了这种控制方法和常规控制方法间近似的等价关系,为这一控制方法的参数设计提供了依据。 3.控制方法的改进。结合这种控制方法直观的物理意义,介绍了它的多种变形形式,并构造出相应控制策略,通过分析指出,已有的一些控制方法和某种变形形式具有相同的控制形式和控制效果。 4.利用本文所提方法对光电经纬仪伺服系统进行控制。在对光电经纬仪伺服系统动力学特性、机构动态特性进行分析和辨识的基础上,利用这一控制方法对光电经纬仪伺服系统进行控制器设计,并进行了相关的仿真和测试。结果显示,这一控制方法在处理系统稳定性和动态性能间矛盾时,具有较好的折衷能力。


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