光电跟踪平台的观测自适应控制器

为解决导引头稳态跟踪精度与快速目标跟踪能力难以兼容的问题,建立了导引头伺服系统模型,通过分析传统PID控制策略的优势和缺陷,提出了改进自适应控制算法的研究思路。首先,利用自适应方程调节控制器参数以满足对不同速度目标的跟踪能力,并且通过非连续性观测投影对自适应参数进行控制,保证自适应参数始终处于和当前状态匹配的范围内。此外,利用状态识别控制提高响应速度并抑制快速跟踪时带来的噪声放大问题,同时通过线性反馈保证系统对随机扰动的鲁棒性。最后,利用自抗扰控制的过渡函数解决跟踪环带给速度环的超调问题。通过某型号导引头的实验测试,跟踪12(°)/s的运动目标时,观测自适应控制器输出的视线角速度的动态误差为0.05(°)/s(标准差),相比比例制导减小了53%;跟踪10(°)/s以下的目标时,超调量控制在8%以内,动态误差小于0.046(°)/s。结果表明,该算法可以提高光电平台的自适应性和跟踪精度。