[發(fā)明專利]一種艦載光電跟蹤平臺控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110751922.6
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113359872A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂明明;童玉健;王佳;方記文;李沖
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種艦載光電跟蹤平臺控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：構(gòu)建艦載光電跟蹤平臺的控制對象模型，所述控制對象模型為位置環(huán)控制對象的傳遞函數(shù)G(s)：

其中，s為拉普拉斯算法，T為系統(tǒng)總的等效時間常數(shù)；

S2：考慮艦載光電跟蹤平臺模型的外部擾動，建立含有擾動w的系統(tǒng)狀態(tài)空間方程：

其中，x₁為目標(biāo)位置狀態(tài)；x₂為速度狀態(tài)；u為控制量；b為系統(tǒng)不確定量；w為等效外部擾動；

S3：令f＝-x₂/T+bu+w，選取擴張狀態(tài)變量x＝[x₁,x₂,f]^T，建立艦載光電跟蹤平臺的擴張狀態(tài)空間方程：

其中，C＝[1 0 0]；b₀＝1/T；

S4：建立如下擾動觀測器：

其中，為觀測器估計輸出；z為觀測器估計狀態(tài)；L＝[β₁,β₂,β₃]^T為觀測器參數(shù)矩陣，β₁,β₂,β₃為觀測器的初始參數(shù)；

得到位置估計值z₁(s)、速度估計值z₂(s)、擴張狀態(tài)估計值z₃(s)；

S5：設(shè)計基于分?jǐn)?shù)階PD控制的狀態(tài)誤差反饋控制律：

u₀(s)＝K_p[θ(s)-z₁(s)]-K_dD^μz₂(s)

其中，θ(s)為輸入指令，D^μ為階次為μ的微積分算子；K_p、K_d為控制器的初始參數(shù)；

S6：將觀測器和控制器的初始參數(shù)分別與觀測器帶寬ω₀及控制器帶寬ω_c相關(guān)聯(lián)，采用優(yōu)化算法對觀測參數(shù)和控制參數(shù)進行在線實時優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的艦載光電跟蹤平臺控制方法，其特征在于，步驟S6中，采用粒子群算法對觀測參數(shù)和控制參數(shù)進行在線實時優(yōu)化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的艦載光電跟蹤平臺控制方法，其特征在于，步驟S6具體包括如下內(nèi)容：

定義粒子群優(yōu)化算法的粒子為p＝{β₁,β₂,β₃,K_p,K_d}，對應(yīng)粒子群為P＝{p(1),p(2),…,p(N)}，其中N為粒子群數(shù)；每個粒子的位置x和速度v更新公式為：

其中，v(i)和x(i)為當(dāng)前粒子速度及位置，v(i+1)和x(i+1)為更新粒子速度及位置，rand(0,1)為0到1的隨機數(shù)，c₁和c₂分別為個體和全局加速常數(shù)，p_best和g_best分別為個體和全局優(yōu)化值；粒子群優(yōu)化算法根據(jù)初始參數(shù)，迭代計算每個粒子的適應(yīng)度，并比較個體和局優(yōu)化值，更新粒子位置和速度，直至達到最大迭代數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的艦載光電跟蹤平臺控制方法，其特征在于，步驟S6中，設(shè)置觀測器的初始參數(shù)為β₁＝3ω_o，β₂＝3ω_o²，β₃＝ω_o³。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的艦載光電跟蹤平臺控制方法，其特征在于，步驟S6中，設(shè)置控制器的初始參數(shù)為K_d＝2ω_c。