航空相机镜筒位置控制的扰动估计与补偿

作     者：黄浦 修吉宏 李军 陈黎 杨秀丽 HUANG Pu;XIU Ji-hong;LI Jun;CHEN Li;YANG Xiu-li

作者机构：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 中国科学院研究生院北京100039 空军航空大学吉林长春130022 

基　　金：国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2009AA7010102) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2012年第20卷第4期

页      码：803-810页

摘      要：在航空相机镜筒速度内环设计了自抗扰控制器,以减小镜筒内偏心凸轮机构的运动对镜筒的扰动。采用扩张状态观测器对扰动进行实时估计,并生成扰动补偿量抵消扰动的影响。首先,分析了凸轮机构的运动对镜筒扰动的特点。然后,建立了镜筒的数学模型,基于带宽的单参数化设计思想设计了扩张状态观测器及带扰动补偿的控制律,设计了镜筒位置控制器。最后,在镜筒上对控制器的抗扰动性能进行了验证,并与目前航空相机常用的一阶平方滞后超前校正法进行了比较。结果表明,采用自抗扰控制能将凸轮机构对镜筒的扰动偏差减小为传统方法的50%左右。在提高系统抗扰动性能的同时,控制器增益减小约2个数量级,大大降低了对控制器增益的要求,提高了系统的稳定性,对改善航空相机控制系统的抗扰动性能及降低控制器设计难度具有较高的实用价值。

主 题 词：航空相机 镜筒 自抗扰控制 扰动估计 扰动补偿 扩张状态观测器 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20122004.0803

馆 藏 号：203140517...