摘要
为了在光电跟踪伺服系统中实现共轴跟踪,采用神经网络极限学习机(ELM)对光电跟踪系统设备的运动状态及脱靶量进行了学习、训练和融合,得到了目标的速度和加速度信息。通过算法优化减少了ELM系统大约50%的运算量,使运算周期约为3.5ms,满足光电跟踪系统的实时性要求。仿真结果表明,当目标运动速度为50°/s、加速度为30(°)/s2时,预测的目标速度在峰值时的误差大约为±3(°)/s。最后,通过跟踪光学动态靶标进行了共轴跟踪实验验证。结果显示,系统最大跟踪误差由速度、位置闭环时的11.35′减小到0.88′,随机误差由8.2″减少到7.6″。与其它控制方法相比,提出的方法具有更高的实时性和精确度,能有效提高系统的跟踪精度。
To realize the on-axis tracking in an electro-optical tracking servo system, a nerve net Ex- treme Learning Machine （ELM） was adopted to obtain the velocity and acceleration of the target mo- tion through learning, training and fusing data. Through algorithm optimization, the amount of com- puting is reduced by about 50 percent in the ELM system, and the period of computing is 3.5 ms, so as to meet the real-time of electro-optical tracking system. The fused target information was filtered through the 6 step Butterworth filter. The simulation result verifies that the predicted target velocity error is about ~ 3 （~） / s at the peak of velocity when the target velocity is 50 （o） / s and the target acceleration is 30 （o） / s2 Finally, the electro-optical tracking system was used to track an optical dy- namic target equipment. When the system is in a double-loop and on-axis control, tracking resultsshow that the maximal system tracking error has decreased from 11.35＇to 0.88＇, and the random error decreased from 8.2＂to 7.6＂. As compared with other control methods, the proposed method has better real time performance and higher accuracy, and improves the system tracking precision significantly.
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第3期751-758,共8页
Optics and Precision Engineering
基金
激光与物质相互作用国家重点实验室2009年基金资助项目(No.SKLLIM0901)
关键词
共轴跟踪
神经网络极限学习机
光电跟踪
数据融合
on-axis tracking nerve net Extreme Learning Machine（ELM）
electro-optical tracking data fusion
作者简介
王威立（1979-），男．河南省驻马店市人，博士研究生，2009年于河南农业大学获得硕士学位，主要研究方向为计算机控制与伺服控制技术。E—mail：UP-wwl@126．com
郭劲（1964-），男，研究员，主要从事光电测控技术和光学丁程技术方面的研究。E—mail：guojin6957@163．com
曹立华（1971-），男，吉林磐石人，研究员，主要从事光电跟踪与数字通信技术方面的研究。E—mail：caolh@ciomp．ac.cn
陈娟（1961-），女，吉林长春人，研究员，博士生导师，1984年毕业于长春工业大学获得学：仁学位，1997年于大连理工大学获得硕士学位，2001年获得中科院长春光机所博士学位。主要从事光电跟踪与伺服控制技术的研究。E—mail：chenjuan@mail．ccut．edu．cn
