[發明專利]一種采用自抗擾控制技術的船載攝像穩定平臺控制方法有效
| 申請號： | 201410351761.1 | 申請日： | 2014-07-22 |
| 公開（公告）號： | CN104267743B | 公開（公告）日： | 2017-01-11 |
| 發明（設計）人： | 張文安;馬劍;董輝;賴宏煥;劉凱 | 申請（專利權）人： | 浙江工業大學 |
| 主分類號： | G05D3/12 | 分類號： | G05D3/12 |
| 代理公司： | 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241 | 代理人： | 王利強 |
| 地址： | 310014 浙江省*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 采用 控制 技術 攝像 穩定 平臺 方法 | ||
技術領域
本發明應用于攝像穩定平臺控制領域，涉及一種適用于船載攝像的基于自抗擾控制技術的穩定平臺實時控制方法。?
背景技術
攝像穩定平臺集電機運動控制、數據采集、信號處理、慣性導航和圖像處理等多項技術于一身，是以機電一體化、目標識別自動控制技術為主體、多個學科相結合的產物，它廣泛應用于某些艦船、飛行器、車輛等運動載體上。?
船舶在水上航行時，受風浪的影響會出現晃動現象。船舶上的攝像機受到船舶晃動的影響而不穩定，導致被攝像目標丟失。為了克服船舶搖擺對船載攝像機的影響，攝像機必須架設在穩定平臺上。通過控制穩定平臺的方位、俯仰和滾轉等驅動系統對船舶的晃動進行補償，達到隔離船體擾動的目的，保證穩定平臺一直處于預期的位置狀態，從而使攝像機準確地保持對海、空目標的跟蹤與定位。?
攝像穩定平臺按照有無動力源可分為無源平臺和有源平臺。無源平臺利用重力擺原理直接隔離船舶的運動但是響應速度慢。有源平臺利用慣性器件檢測船舶的晃動，通過伺服控制系統隔離船舶的晃動影響。評價攝像穩定平臺控制性能的指標有平臺轉動角度、平臺轉動角速度、目標跟蹤精度、目標跟蹤時間和平臺抗干擾能力等。平臺轉動角度和角速度主要依靠平臺的結構設計和優化達到要求，而提高系統的動靜態響應性能，增強系統抗干擾的能力主要依靠伺服系統的控制算法設計。現有的穩定平臺控制方法包括經典的PID控制、變結構控制以及模糊控制。其中，傳統PID控制使用方便且有較好的抗干擾能力，但是無法同時達到滿意的目標跟蹤時間和目標跟蹤精度；變結構控制對平臺的干擾有自適應性，但它的缺點是滑動運動的同時伴隨著高頻抖振，這將對系統的性能造成很大影響；模糊控制設計尚缺乏系統性，對復雜系統控制難以奏效，而且其平臺跟蹤精度和模糊決策的速度存在矛盾。?
發明內容
為了克服現有的船載攝像技術的不能兼顧跟蹤精度和跟蹤快速性、抗干擾能力較差的不足，本發明提供了一種基于自抗擾控制技術的船載攝像穩定平臺控制方法，在保證穩定平臺的跟蹤精度和跟蹤快速性的同時，又具有很強的抗干擾能力。?
本發明解決上述技術問題是通過以下技術方案實現的：?
一種采用自抗擾控制技術的船載攝像穩定平臺控制方法，所述方法包括如下步驟：?
步驟1)、通過分析方位、俯仰和橫滾三個方向子系統的組成，建立船載攝像穩定平臺控制系統模型，串聯后所得的攝像穩定平臺各方向子系統的三階傳遞函數模型是：?
其中，R為電樞回路總電阻，L為電樞回路的電感，Ce為電動勢系數，Cm為電機額定勵磁下的轉矩系數，J為電機的轉動慣量，Kα為功放的傳遞函數，i是傳動機構的減速比，θ(s)為電機轉角的拉氏變換，u(s)為導通電壓的拉氏變換；?
將傳遞函數模型(1)轉換為如下狀態空間模型：?
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