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基于改进型分数阶自抗扰的机载光电稳定平台复合控制
1
作者 崔志新 黄庆 王华超 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第10期96-101,共6页
机载光电稳定平台存在来自于摩擦、质量不平衡、运动耦合和机载环境等的干扰,严重限制了其稳定精度的提高。分数阶控制在系统动态响应和抗干扰能力方面表现良好,但在复杂扰动下无法满足高精度稳定的要求。为进一步提高机载光电稳定平台... 机载光电稳定平台存在来自于摩擦、质量不平衡、运动耦合和机载环境等的干扰,严重限制了其稳定精度的提高。分数阶控制在系统动态响应和抗干扰能力方面表现良好,但在复杂扰动下无法满足高精度稳定的要求。为进一步提高机载光电稳定平台的视轴稳定精度,将分数阶控制器与自抗扰控制相结合,利用自抗扰控制的扰动观测能力和分数阶控制动态特性好、鲁棒性强的特点,设计一种改进型分数阶自抗扰复合控制策略。仿真结果和实物实验验证了改进型分数阶自抗扰复合控制策略的有效性和可行性,相对于传统PID控制方法,视轴稳定精度和扰动隔离度大幅度提高。 展开更多
关键词 机载光电稳定平台 分数阶控制 自抗扰控制 抗干扰
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雪崩光电探测器的噪声抑制技术研究 被引量：14
2
作者 郭赛 丁全心 羊毅 《电光与控制》 北大核心 2012年第3期69-73,共5页
背景光噪声和探测器暗噪声是影响激光测距系统探测灵敏度的重要因素,根据所选探测器的特性,仿真分析了温度对探测器暗噪声的影响,当温度由60℃降低到-40℃时,探测器噪声等效功率减小1个数量级;同时采用光谱滤波和空间滤波法抑制背景光噪... 背景光噪声和探测器暗噪声是影响激光测距系统探测灵敏度的重要因素,根据所选探测器的特性,仿真分析了温度对探测器暗噪声的影响,当温度由60℃降低到-40℃时,探测器噪声等效功率减小1个数量级;同时采用光谱滤波和空间滤波法抑制背景光噪声,从而提高激光测距系统探测灵敏度。仿真计算结果表明,当同时采用降温、光谱滤波和空间滤波方法抑制噪声时,探测灵敏度可提高7.7倍。 展开更多
关键词 激光测距 雪崩光电二极管 噪声抑制 探测灵敏度 噪声等效功率
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机载光电稳定平台自抗扰控制研究 被引量：16
3
作者 郑春艳 张红刚 +1 位作者 冯兴伟 高军科 《电光与控制》 北大核心 2017年第2期51-54,共4页
为了提高机载光电稳定平台的稳定精度,在分析研究机载光电稳定平台工作原理的基础上,对稳定控制回路进行了分析建模,简要分析了影响稳定平台精度的因素和经典控制算法存在的不足,提出了基于自抗扰控制技术的改进算法。首先,将电机模型... 为了提高机载光电稳定平台的稳定精度,在分析研究机载光电稳定平台工作原理的基础上,对稳定控制回路进行了分析建模,简要分析了影响稳定平台精度的因素和经典控制算法存在的不足,提出了基于自抗扰控制技术的改进算法。首先,将电机模型进行处理,简化为二阶积分串联型环节;然后,设计扩张观测器对扰动进行实时估计,设计带扰动补偿的反馈控制律;最后,仿真测试了自抗扰控制器对扰动的抑制能力,并与现有的经典控制方法进行对比。仿真结果表明,自抗扰控制能够有效地抑制各种扰动的影响,与经典控制算法相比,抗干扰能力有明显增强,速度稳定精度和视轴稳定精度也有较明显的提高。 展开更多
关键词 光电稳定平台 自抗扰控制 扩张状态观测器 扰动补偿
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扰动分离自抗扰控制在光电稳定平台上的应用 被引量：14
4
作者 张越杰 张鹏 +1 位作者 冉承平 张新勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期236-244,共9页
针对当前光电稳定平台伺服系统中扰动抑制能力不足的问题,提出一种扰动分离自抗扰控制(DSADRC)算法。扰动分离自抗扰控制充分利用工程实际中可获取到的部分已知的光电稳定平台模型信息及经典控制中的控制器信息,并将其加入到自抗扰控制... 针对当前光电稳定平台伺服系统中扰动抑制能力不足的问题,提出一种扰动分离自抗扰控制(DSADRC)算法。扰动分离自抗扰控制充分利用工程实际中可获取到的部分已知的光电稳定平台模型信息及经典控制中的控制器信息,并将其加入到自抗扰控制的设计中。该算法通过减少光电稳定平台系统中的总扰动量,增加系统的扰动观测精度及扰动抑制能力。同时,通过算法设计实现了经典控制器的复用,减少了设计工作量。仿真实验结果表明:在控制器相同、扰动条件相同的情况下,扰动分离自抗扰控制阶跃响应调节时间减少58.8%,上升时间减少26.5%,且无超调量;在1V2Hz等效扰动下,系统稳态精度提高51.5%,系统性能提升效果明显。在实物验证实验中,对于不同频率的等效扰动,相比PID控制,扰动分离自抗扰控制稳态精度提升50%以上,有效地提高了光电稳定平台的稳态精度。 展开更多
关键词 光电稳定平台 扰动分离 自抗扰控制 扩张状态观测器
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光电平台角位置信息摩擦观测补偿技术 被引量：4
5
作者 于洋 张红刚 +1 位作者 高军科 王建刚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期299-306,共8页
为了提高光电伺服稳定平台的稳像精度,根据平台所受摩擦扰动作用原理,提出一种基于机构运行角位置信息的摩擦观测补偿方法。首先,建立光电伺服平台精确控制模型,并运用LuGre摩擦模型对平台所受摩擦力矩进行分析;然后,基于机构运行的角... 为了提高光电伺服稳定平台的稳像精度,根据平台所受摩擦扰动作用原理,提出一种基于机构运行角位置信息的摩擦观测补偿方法。首先,建立光电伺服平台精确控制模型,并运用LuGre摩擦模型对平台所受摩擦力矩进行分析;然后,基于机构运行的角位置信息,采用最小二乘法进行加速度估计,设计基于机构运行角位置信息的扰动观测器进行摩擦观测补偿;最后,在Matlab/simulink中建立系统仿真平台,进行仿真及实验验证。将稳定平台安装于模拟转台上进行实验,给转台施加10 Hz正弦信号,对平台摩擦观测补偿前后的实验数据进行对比分析,实验结果表明,该补偿方案在模拟飞行转台以10 Hz频率做正弦运动的情况下,摩擦观测补偿前后,平台稳像精度由26μrad减小到17μrad,性能提升34.6%,该方法可以有效增强系统的抗干扰能力,提高系统稳定性能。 展开更多
关键词 角位置信息 摩擦力矩 加速度估计 摩擦观测补偿
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机载光电平台的非线性积分滑模控制器设计 被引量：7
6
作者 张琰 张鹏 张新勇 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第1期99-104,共6页
为了提高机载光电稳定平台的动态性能及稳定精度,提出了一种非线性积分滑模的控制方法,该方法可以解决传统滑模具有的稳态误差及传统积分滑模超调量大、调节时间长以及暂态性能恶劣等问题;采用改进的指数趋近律,可加快响应速度并减小抖... 为了提高机载光电稳定平台的动态性能及稳定精度,提出了一种非线性积分滑模的控制方法,该方法可以解决传统滑模具有的稳态误差及传统积分滑模超调量大、调节时间长以及暂态性能恶劣等问题;采用改进的指数趋近律,可加快响应速度并减小抖振。另外,将非线性积分滑模面引入滑模观测器,提高了系统的抗扰能力。仿真结果表明,与传统滑模、传统线性积分滑模相比,该方法可以无超调、更快、更准确地跟踪输入指令,并且瞄准线稳定精度相较于传统滑模提高28.43%。因此,所设计的控制方法既提高了系统的动态性能,也提高了平台的稳定精度。 展开更多
关键词 光电稳定平台 速度环 非线性积分滑模 滑模干扰观测器
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光电稳定平台变论域模糊自抗扰控制器设计 被引量：6
7
作者 张越杰 赵宝奇 +3 位作者 张鹏 冉承平 张新勇 杨希鹏 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第3期76-80,共5页
为了提高线性自抗扰控制(LADRC)应用下的光电稳定平台稳定精度及抗干扰能力,提出一种变论域模糊自抗扰控制(VFADRC)方法。在系统模型未知的情况下,在线性自抗扰的设计中引入不依赖模型信息的模糊控制器,使用伸缩因子函数实现变论域设计... 为了提高线性自抗扰控制(LADRC)应用下的光电稳定平台稳定精度及抗干扰能力,提出一种变论域模糊自抗扰控制(VFADRC)方法。在系统模型未知的情况下,在线性自抗扰的设计中引入不依赖模型信息的模糊控制器,使用伸缩因子函数实现变论域设计,并将VFADRC与线性自抗扰及模型辅助自抗扰(MLADRC)方法进行仿真对比。仿真结果表明:所设计的变论域模糊自抗扰控制器具有调节时间短、超调量小的优点,同时抗扰性能大幅提高,能够有效提高光电稳定平台的干扰抑制能力。 展开更多
关键词 光电稳定平台 变论域模糊控制 自抗扰控制 非线性误差反馈
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基于DOB光电稳定平台自适应鲁棒控制 被引量：3
8
作者 袁雷超 王合龙 张新勇 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第4期21-25,51,共6页
针对光电稳定平台的建模不确定性和未建模不确定性问题,提出一种基于扰动估计的自适应鲁棒控制算法。该算法将自适应鲁棒控制(ARC)和干扰观测器(DOB)相结合,并将干扰观测器得到的扰动估计值融合进自适应鲁棒控制算法设计中,利用自适应... 针对光电稳定平台的建模不确定性和未建模不确定性问题,提出一种基于扰动估计的自适应鲁棒控制算法。该算法将自适应鲁棒控制(ARC)和干扰观测器(DOB)相结合,并将干扰观测器得到的扰动估计值融合进自适应鲁棒控制算法设计中,利用自适应鲁棒控制的参数自适应律对其进行自适应补偿,进一步提高光电稳定平台的稳态精度。仿真结果表明,所提算法与直接采用传统DOB前馈补偿相比具有超调量小、调节时间短的优点,并且有效地提高了光电稳定平台的扰动抑制能力。 展开更多
关键词 光电稳定平台 干扰观测器 自适应鲁棒控制 李雅普诺夫函数
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光电稳定平台神经网络自抗扰控制方法 被引量：13
9
作者 朱启轩 张红刚 高军科 《电光与控制》 北大核心 2018年第3期10-14,共5页
提出了一种采用BP神经网络对自抗扰控制器中的非线性扩张状态观测器进行参数整定的方法,简化了非线性扩张状态观测器繁琐的参数整定过程,并对这种结合了BP神经网络的自抗扰控制系统进行了仿真分析。仿真结果表明,加入BP神经网络的自抗... 提出了一种采用BP神经网络对自抗扰控制器中的非线性扩张状态观测器进行参数整定的方法,简化了非线性扩张状态观测器繁琐的参数整定过程,并对这种结合了BP神经网络的自抗扰控制系统进行了仿真分析。仿真结果表明,加入BP神经网络的自抗扰控制系统可以显著地提高机载光电稳定平台的扰动隔离度,控制效果明显比传统自抗扰控制方法好,对提高机载光电稳定平台的视轴稳定精度具有重要意义。 展开更多
关键词 光电稳定平台 自抗扰控制 扩张状态观测器 BP神经网络 扰动补偿
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基于逆系统的光电平台非线性解耦控制 被引量：1
10
作者 于洋 张红刚 +1 位作者 高军科 左守印 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第3期95-100,共6页
针对两轴两框架光电平台电机存在的非线性以及方位与俯仰轴系之间互相影响产生的耦合对控制精度的影响,提出一种基于逆系统的光电平台非线性解耦控制方法。根据两轴光电平台方位与俯仰框架的动力学模型,建立状态空间方程,然后设计逆系统... 针对两轴两框架光电平台电机存在的非线性以及方位与俯仰轴系之间互相影响产生的耦合对控制精度的影响,提出一种基于逆系统的光电平台非线性解耦控制方法。根据两轴光电平台方位与俯仰框架的动力学模型,建立状态空间方程,然后设计逆系统,获取系统的状态变量,并将逆系统与原系统进行串联得到一个伪线性系统,使原来的单个耦合非线性多输入多输出系统转换为两个线性解耦单输入单输出子系统,以消除方位俯仰轴系之间存在的非线性强耦合。在Matlab中建立系统仿真平台,仿真结果表明,所设计的基于逆系统的光电平台非线性解耦方法可以有效减小方位与俯仰轴系之间的耦合,提升平台系统的稳定精度。 展开更多
关键词 光电平台 逆系统 非线性解耦控制 解耦
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基于改进PSO算法的机载光电平台分数阶控制 被引量：2
11
作者 王华超 李伟 +1 位作者 赵克军 沈晓洋 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第4期83-87,共5页
机载光电平台存在来自于摩擦、质量不平衡、运动耦合和机载环境等干扰,传统的PID控制器控制性能差,抗干扰能力弱。针对这一问题,设计了一种动态性能好、鲁棒性强的分数阶控制器;同时提出一种基于改进速度和惯性权重的粒子群算法整定分... 机载光电平台存在来自于摩擦、质量不平衡、运动耦合和机载环境等干扰,传统的PID控制器控制性能差,抗干扰能力弱。针对这一问题,设计了一种动态性能好、鲁棒性强的分数阶控制器;同时提出一种基于改进速度和惯性权重的粒子群算法整定分数阶控制器的5个参数。仿真实验表明:改进后的粒子群算法拥有更快的收敛速度,求解更加精确;光电平台速度环控制系统超调量降低至0.13%,正弦扰动隔离度较标准算法提高64.06%,响应速度和鲁棒性大大提高。 展开更多
关键词 机载光电平台 分数阶控制 改进粒子群算法 抗干扰
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无人机自动防撞冲突检测与优化控制方法 被引量：18
12
作者 许云红 周锐 +1 位作者 夏洁 陈哨东 《电光与控制》 北大核心 2014年第1期1-6,共6页
研究了无人机防撞冲突检测与威胁级别评估方法,建立了航向角控制、速度控制、高度控制以及航向角与速度组合控制等多种不同的防撞控制策略;建立了自动防撞多目标代价函数模型以及多目标最优决策方法。仿真结果证明了该方法的有效性和较... 研究了无人机防撞冲突检测与威胁级别评估方法,建立了航向角控制、速度控制、高度控制以及航向角与速度组合控制等多种不同的防撞控制策略;建立了自动防撞多目标代价函数模型以及多目标最优决策方法。仿真结果证明了该方法的有效性和较好的实用性。 展开更多
关键词 无人机 自动防撞 威胁评估 最优决策
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固定多摄像头的视频拼接技术 被引量：22
13
作者 刘畅 金立左 +1 位作者 费树岷 马军勇 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2014年第1期126-133,共8页
视频拼接技术是计算机图形学和计算机视觉的重要分支,它的发展基于静态图像的拼接技术,但由于视频信息的复杂性,视频拼接也有区别于图像拼接,针对实际运用中的实时拼接的需要,本文提出了一种基于控制帧的固定摄像头视频拼接方法。首先... 视频拼接技术是计算机图形学和计算机视觉的重要分支,它的发展基于静态图像的拼接技术,但由于视频信息的复杂性,视频拼接也有区别于图像拼接,针对实际运用中的实时拼接的需要,本文提出了一种基于控制帧的固定摄像头视频拼接方法。首先采集控制帧图像,对摄像头进行参数标定获得相机内参和光心坐标,再使用一种改进的畸变矫正方法去除摄像头畸变带来的成像失真。然后对控制帧图像进行SIFT特征提取并进行粗匹配,再用RANSAC的方法剔除误匹配点并拟合出图像变换单应阵。最后使用查表法将各摄像头的图像同步投影到大场景图片上,对重合区域进行光亮补偿和多带融合。最终实现速度可达25帧/秒的实时视频拼接。 展开更多
关键词 视频拼接 畸变矫正 特征匹配 控制帧 图像融合
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基于图标特征的头盔显示界面布局实验研究 被引量：7
14
作者 邵将 薛澄岐 +4 位作者 王海燕 汤文成 周小舟 陈默 陈晓皎 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期865-870,共6页
为了解决头盔瞄准显示系统HMDs界面信息图标布局不合理导致飞行员信息误读的问题,对HMDs界面区域进行划分,梳理了3,5,7个图标呈现时的67种布局形式.基于图标的实心、40%透明度、空心3种特征,通过被试执行搜索记忆任务的正确率和反应时... 为了解决头盔瞄准显示系统HMDs界面信息图标布局不合理导致飞行员信息误读的问题,对HMDs界面区域进行划分,梳理了3,5,7个图标呈现时的67种布局形式.基于图标的实心、40%透明度、空心3种特征,通过被试执行搜索记忆任务的正确率和反应时进行对比分析.实验结果表明,在HMDs界面中,图标呈现区域和数量对目标搜索和记忆有影响.随着图标数量的增加,被试记忆准确性下降,反应时增加.相同时间压力下被试对3类特征图标的记忆准确性不同,3个图标时,空心图标的准确性最优,但数量上升到7个图标时,实心图标的记忆准确性最优;实心图标和40%透明度图标记忆准确性没有显著性差异. 展开更多
关键词 头盔瞄准显示系统 人机交互 界面布局 界面图标
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机载激光武器跟踪瞄准精度、误差源及控制分析 被引量：12
15
作者 聂光戍 刘敏 +1 位作者 聂宜伟 徐保伟 《电光与控制》 北大核心 2014年第1期73-77,共5页
对机载激光武器跟踪瞄准精度要求进行了分析,给出了复合轴的控制结构,具体分析了跟踪瞄准的误差源,采用Matlab/Simulink对复合轴伺服系统进行仿真研究。仿真结果表明,系统动态性能良好,跟踪精度和扰动抑制具有较好的效果,复合轴伺服系... 对机载激光武器跟踪瞄准精度要求进行了分析,给出了复合轴的控制结构,具体分析了跟踪瞄准的误差源,采用Matlab/Simulink对复合轴伺服系统进行仿真研究。仿真结果表明,系统动态性能良好,跟踪精度和扰动抑制具有较好的效果,复合轴伺服系统在机载激光武器跟踪瞄准系统中是一种十分有效的控制结构。 展开更多
关键词 机载激光武器 粗跟踪 复合轴 精跟踪 误差源
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模糊自适应PID控制在机载激光武器跟瞄系统中的应用 被引量：8
16
作者 聂光戍 刘敏 +2 位作者 魏瑞轩 蚩军祥 聂宜伟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期121-124,共4页
由于载机的振动和机动、被控对象参数的摄动、非线性环节等,经典PID控制算法无法满足机载激光武器跟瞄系统对目标的跟踪精度要求。在复合轴跟踪瞄准控制结构的基础上,设计了具有自适应能力的模糊PID控制器,构建了Matlab/Simulink仿真模... 由于载机的振动和机动、被控对象参数的摄动、非线性环节等,经典PID控制算法无法满足机载激光武器跟瞄系统对目标的跟踪精度要求。在复合轴跟踪瞄准控制结构的基础上,设计了具有自适应能力的模糊PID控制器,构建了Matlab/Simulink仿真模型。仿真结果表明,模糊自适应PID控制器跟踪阶跃信号的超调量仅为经典PID控制器的0.23倍,能较好的改善机载激光武器系统的跟踪性能。 展开更多
关键词 模糊控制 自适应 隶属度函数 复合轴 激光武器
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有人机/UCAV编队对地攻击指挥控制系统总体研究 被引量：5
17
作者 刘跃峰 陈哨东 +1 位作者 赵振宇 张安 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第10期1-5,共5页
有人机/UCAV编队对地攻击是网络战环境下一种全新概念的作战模式,其指挥控制是支配作战活动的关键环节。对有人机/UCAV编队指挥控制系统总体进行了研究,构造了指挥控制系统层次模型,给出了每个层次的工作流程,提出了有限中央控制的分布... 有人机/UCAV编队对地攻击是网络战环境下一种全新概念的作战模式,其指挥控制是支配作战活动的关键环节。对有人机/UCAV编队指挥控制系统总体进行了研究,构造了指挥控制系统层次模型,给出了每个层次的工作流程,提出了有限中央控制的分布式指挥控制系统体系结构和基于Agent的有人机/UCAV编队指挥控制系统人机协同机制,构建了UCAV C2-Agent混合型结构,最后对指挥控制系统的关键技术进行了分析。 展开更多
关键词 有人机 UCAV编队 对地攻击 指挥控制系统
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空间光通信中GPS辅助快速捕获对准技术 被引量：7
18
作者 姜茹 艾勇 +3 位作者 单欣 林贻翔 刘敏 周正人 《光通信技术》 北大核心 2015年第4期47-49,共3页
基于GPS坐标解算空间光通信终端初始对准的方位角和俯仰角,实现了信标光的快速捕获对准。给出了GPS坐标解算算法,根据解算得到的角度和自身姿态信息计算二维转台的指向角,以此驱动转台快速指向目标。测试了不同调整角度的初始对准误差... 基于GPS坐标解算空间光通信终端初始对准的方位角和俯仰角,实现了信标光的快速捕获对准。给出了GPS坐标解算算法,根据解算得到的角度和自身姿态信息计算二维转台的指向角,以此驱动转台快速指向目标。测试了不同调整角度的初始对准误差和时间。进行了外场捕获对准实验,并对实验数据进行了分析,结果表明该系统可以用于快速建立空间激光通信链路。 展开更多
关键词 空间光通信 GPS 快速捕获对准 坐标转换
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从航空火力控制系统的发展看信息时代的火力控制 被引量：6
19
作者 陈哨东 邹杰 +1 位作者 刘波 高劲松 《电光与控制》 北大核心 2015年第2期1-6,共6页
阐述了火力控制、火力控制技术和火力控制系统的概念,通过回顾航空火力控制系统的发展,总结了航空火控系统的发展趋势,分析了信息时代和网络中心战对火力控制的影响以及火力控制所面临的新形势,提出了信息时代火力控制的特点以及新一代... 阐述了火力控制、火力控制技术和火力控制系统的概念,通过回顾航空火力控制系统的发展,总结了航空火控系统的发展趋势,分析了信息时代和网络中心战对火力控制的影响以及火力控制所面临的新形势,提出了信息时代火力控制的特点以及新一代火力控制系统研发所应采用的新方法和新工具。 展开更多
关键词 火力控制 航空火力控制系统 火力控制技术 火力控制系统
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机载光电稳定平台的模型辨识研究 被引量：5
20
作者 张新勇 王合龙 刘昇 《电光与控制》 北大核心 2014年第3期62-65,71,共5页
为了提高机载光电稳定平台伺服控制系统的稳定精度和设计效率,针对平台的数字化特点,提出一种数字化频率特性测试方法,并根据频率特性辨识出系统的数学模型。首先利用DSP控制器产生测试信号,自动采集测试数据并上传到计算机,然后利用数... 为了提高机载光电稳定平台伺服控制系统的稳定精度和设计效率,针对平台的数字化特点,提出一种数字化频率特性测试方法,并根据频率特性辨识出系统的数学模型。首先利用DSP控制器产生测试信号,自动采集测试数据并上传到计算机,然后利用数据处理减小摩擦对线性模型辨识的影响,最后分别利用Levy法和递推levy法进行参数辨识。实验结果表明:该数字化频率特性测试法自动化水平高;Levy法和递推Levy法在辨识精度和速度上各有优缺点。在实际应用中可以根据要求,选择合适的参数辨识方法。 展开更多
关键词 机载光电稳定平台 频率特性 参数辨识 Levy法
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