[發(fā)明專利]一種光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路的模糊控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410367155.9
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104199287B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅健;田丹;楊瀚程;戴燕晨;吳云江;魏超;唐國珍
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波成電泰克電子信息技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙)33226
• 代理人: 方小惠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模糊控制方法，尤其是涉及一種光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路的模糊控制方法。

背景技術(shù)

光電跟蹤器能隔離載體(導(dǎo)彈、飛機、戰(zhàn)車、艦船)擾動，通過圖像探測設(shè)備實時測量光電跟蹤器視軸與動目標之間的脫靶量，驅(qū)動光電跟蹤器朝脫靶量減小的方向轉(zhuǎn)動，以此實現(xiàn)對機動目標的跟蹤。要精確測量脫靶量，保持光電跟蹤器視軸穩(wěn)定是前提，因此設(shè)計品質(zhì)良好的視軸穩(wěn)定回路顯得尤為重要。

光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路采用陀螺穩(wěn)定平臺結(jié)構(gòu)，其中控制器、電機驅(qū)動器、電機、負載平臺依次連接構(gòu)成穩(wěn)定回路的前向通路，陀螺感應(yīng)輸出的角速率信號后以及經(jīng)過數(shù)字濾波器一起構(gòu)成反饋回路，目前，光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路通常采用模糊控制方法，其控制器采用二維模糊控制結(jié)構(gòu)，包含兩個輸入端和一個輸出端，兩個輸入端的輸入信號與誤差信號e和誤差變化率信號ec一一對應(yīng)，輸出端的輸出信號為控制信號，模糊控制結(jié)構(gòu)主要由兩個量化因子、一個比例因子以及作為主體部分的模糊推理結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中，量化因子負責(zé)將模糊控制器實際輸入信號映射到論域。比例因子將模糊控制器輸出論域值映射為實際輸出值。模糊推理結(jié)構(gòu)則需要設(shè)定輸入輸出信號的論域、隸屬度函數(shù)以及模糊控制規(guī)則。

現(xiàn)有的光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路的模糊控制方法通常包括以下步驟：

1.首先將兩個量化因子、比例因子、輸入輸出論域及其隸屬度函數(shù)、模糊控制規(guī)則以及解模糊化方法存儲到控制器中，構(gòu)建得到模糊控制器；

2.開啟光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路，向光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路中依次輸入給定的一系列角速率值，每次輸入的角速率值與光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路反饋回來的角速率值輸出值相減得到誤差信號e，誤差信號前向差分得到誤差變化率信號ec；

3.將e和ec輸入模糊控制器，分別與各自的量化因子相乘，映射到各自的論域，對e和ec兩個輸入論域模糊子集及其隸屬度函數(shù)按照設(shè)定的模糊控制規(guī)則進行max-min映射，得到輸出信號的模糊表達，然后將其解模糊化，通過比例因子放大即得到模糊控制器的輸出，輸出值驅(qū)動后續(xù)執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)對光電跟蹤器跟蹤速度的控制。

現(xiàn)有的光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路的模糊控制方法具有簡單、動態(tài)響應(yīng)快、不依賴受控對象精確數(shù)學(xué)模型等優(yōu)點，但是也存在以下問題：

一、模糊控制本質(zhì)上是插值器,插值機理表明有限的模糊控制規(guī)則不具有完備性，進而影響控制精度，除此之外模糊控制還缺少積分調(diào)節(jié)，其控制存在著固有靜差，基于以上兩點，光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路采用模糊控制會造成穩(wěn)定精度不夠高；

二、模糊控制須經(jīng)過對輸入變量進行模糊化、模糊推理以及解模糊化之后才能輸出控制量，考慮實際應(yīng)用于光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路時，這一過程將耗費較大計算量，不利于控制系統(tǒng)的實時性；

三、模糊控制在確定了控制規(guī)則以及隸屬度函數(shù)之后，其控制結(jié)構(gòu)就已經(jīng)確定，而當(dāng)光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路工作在強非線性因素以及隨機干擾作用下時，傳統(tǒng)模糊控制不具備自適應(yīng)功能，視軸穩(wěn)定回路控制器相關(guān)特征參數(shù)不能隨變，這就造成當(dāng)控制器輸入變化劇烈時視軸穩(wěn)定回路對輸入信號的跟蹤效果下降，無法有效抵抗突發(fā)干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路的模糊控制方法，該模糊控制方法能提高光電跟蹤器視軸穩(wěn)定精度和控制實時性，并且能提高光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路在干擾作用下的快速動態(tài)響應(yīng)能力。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路的模糊控制方法,包括以下步驟

①.構(gòu)建初始模糊控制器：

①-1.構(gòu)建初始模糊控制器的二維查找表，包括以下步驟

a.將光電跟蹤器視軸穩(wěn)定回路中控制器的兩個輸入信號分別記為e和ec，輸出信號記為u，將e的論域記為E，ec的論域記為EC，u的論域記為U，將E、EC和U都劃分為七個連續(xù)的模糊集合，分別是代表負大的NB、代表負中的NM、代表負小的NS、代表零的ZO、代表正小的PS、代表正中的PM和代表正大的PB，所有模糊集合都采用三角形隸屬度函數(shù)，兩個量化因子都取1，采用的模糊控制規(guī)則如下表所示，

表1.控制規(guī)則集

采用的隸屬度函數(shù)如下：其中X分別代表論域E、EC以及U；