光电陀螺稳定平台的分数阶控制

作     者：丁策 戴明 李嘉全 毛大鹏 盖竹秋 刘仲宇 DING Ce;DAI Ming;LI Jia-quan;MAO Da-peng;GAI Zhu-qiu;LIU Zhong-yu

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 中国科学院大学北京100039 

基　　金：国家973重点基础研究发展计划资助项目(No.2009CB72400607) 国防预研基金资助项目(No.402070301) 国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2008AA121803) 

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

年 卷 期：2014年第22卷第2期

页      码：383-389页

摘      要：为了提高光电陀螺稳定平台的隔离度,改善其在速度扰动情况下的稳定精度和跟踪精度,将分数阶PIλ控制器引入到光电陀螺稳定平台的速率环控制中。首先,说明了采用常规PI控制提高系统精度的弊端,介绍了分数阶微积分和分数阶PIλDμ控制,提出采用分数阶PIλ控制器来提高控制系统的控制精度。然后,针对采用电流环的等效一阶纯积分控制对象,提出基于稳定裕度和剪切频率的设计方法,该方法同样适用于整数阶PI控制器。最后,以机载光电陀螺稳定平台为研究对象,分别采用分数阶PIλ和整数阶PI控制器进行了阶跃响应、速度扰动隔离和稳定精度的实验研究。实验结果表明,采用分数阶PIλ控制器的系统具有阶跃响应超调量小的优点,在幅值为3.14(°)/s,频率为0.5Hz的速度扰动下,速度扰动隔离度提高了约38%,稳定精度提高了约40%。实验表明,与整数阶PI控制器相比,采用分数阶PIλ控制器可在保证稳定裕度的前提下提高系统的控制精度,且与整数阶PI控制器一样具有易于工程实现的优点。

主 题 词：光电陀螺 稳定平台 分数阶PIλ控制器 PI控制器 稳定裕度 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20142202.0383

馆 藏 号：203162670...