[發明專利]一種基于滑模自適應的精確制導光電導引平臺穩定方法

在審

• 申請號: 202211538966.1
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN115857347A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 楊維松;曲世釗;江式偉;丁光超;周艷華;薛魯強;宋婉晴
• 申請（專利權）人: 山東省維天雷澤光電技術有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京達友眾邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11904
• 代理人: 宋佳偉

1.一種基于滑模自適應的精確制導光電導引平臺穩定方法，其特征在于如下步驟：

步驟S10，在精確制導光電導引平臺上安裝速率陀螺，測量光電導引平臺俯仰角速度信號，記作ω₁；同時在光電導引平臺基座上安裝速率陀螺，測量平臺基座俯仰角速度信號，記作ω_b；采用IRFPA紅外相機拍照測量并進行數據處理得到光電導引平臺的視線角信號，記作q；

步驟S20，根據所述的視線角信號，首先進行線性超前校正處理，得到視線角超前校正信號；然后對視線角信號進行積分，得到視線角積分信號；再對平臺俯仰角速度信號進行濾波放大處理，得到平臺俯仰角速度濾波放大信號；然后對視線角信號、視線角超前校正信號、視線角積分信號、平臺俯仰角速度濾波放大信號進行組合得到視線角滑模面信號如下：

s₁＝∫qdt；

s_a＝k₁q+k₂q₁+k₃s₁+k₄ω₂；

其中T₁、T₂為線性超前校正的參數，s為傳遞函數的微分算子、q₁為視線角超前校正信號、s₁為視線角積分信號、ω₂為平臺俯仰角速度濾波放大信號、s_a為視線角滑模面信號。a₁、b₁為濾波放大器常值參數。k₁、k₂、k₃、k₄為常值滑模面參數信號。

步驟S30，根據所述的視線角滑模面信號，分別解算視線角常值干擾系數、視線角相關干擾系數、平臺俯仰角速度相關干擾系數、基座俯仰角速度相關干擾系數的自適應估計規律，然后通過積分得到視線角常值干擾系數、視線角相關干擾系數、平臺俯仰角速度相關干擾系數、基座俯仰角速度相關干擾系數；最后進行組合得到視線角滑模面綜合干擾信號如下：

/

其中T為視線角滑模面綜合干擾信號；為視線角常值干擾系數、/為視線角相關干擾系數、/為平臺俯仰角速度相關干擾系數、/為基座俯仰角速度相關干擾系數；/為視線角常值干擾系數的自適應估計規律、/為視線角相關干擾系數的自適應估計規律、/為平臺俯仰角速度相關干擾系數的自適應估計規律、/為基座俯仰角速度相關干擾系數的自適應估計規律；k_c1、k_c2、k_c3、k_c4、k_c5、k_c6、k_c7、k_c8為常值參數，用于調節干擾系數自適應估計的收斂速度；

步驟S40，根據所述的視線角滑模面綜合干擾信號與視線角滑模面信號解算平臺俯仰角速度期望信號；然后與光電導引平臺俯仰角速度信號進行對比，得到平臺角速度誤差信號；并進行超前濾波與滯后濾波處理，得到平臺角速度誤差超前濾波信號與平臺角速度誤差滯后濾波信號如下：

其中為平臺俯仰角速度期望信號；k₅、k₆為常值參數信號；e為平臺角速度誤差信號；e₁為平臺角速度誤差超前濾波信號；s₂為平臺角速度誤差滯后濾波信號；T₃、T₄、T₅、T₆、T₇、T₈、T₉、T₁₀為常值濾波參數；

步驟S50，根據所述的平臺角速度誤差信號、平臺角速度誤差超前濾波信號、平臺角速度誤差滯后濾波信號與平臺基座俯仰角速度信號進行線性組合，得到角速度誤差滑模面信號；并設計速度滑模面常值干擾系數自適應估計律與速度滑模面基座干擾系數自適應估計律，通過積分得到速度滑模面常值干擾系數與速度滑模面基座干擾系數；并組合生成速度滑模面干擾綜合信號，然后疊加角速度誤差滑模面信號及其非線性變換信號，形成最終的平臺穩定控制電壓信號，輸送給力矩電機，帶動光電制導平臺以及其負載，實現光電制導平臺的視線角信號穩定如下：

s_b＝k₇e+k₈e₁+k₉s₂+k₁₀ω_b；

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u＝k₁₁s_b+k₁₂w_a+w；

其中k₇、k₈、k₉、k₁₀為速度滑模面的常值參數；s_b為角速度誤差滑模面信號；為速度滑模面常值干擾系數自適應估計律，/為速度滑模面基座干擾系數自適應估計律，/為速度滑模面常值干擾系數，/為速度滑模面基座干擾系數，k_c9、k_c10、k_c11、k_c12為常值參數，用于調節速度滑模面干擾系數的收斂速度的快慢；w_a為角速度誤差滑模面信號非線性變換信號、w為速度滑模面干擾綜合信號，k₁₁、k₁₂、ε₂為常值控制參數，u為最終的平臺穩定控制電壓信號。/