[发明专利]一种基于模型误差补偿的机载光电平台高精度跟踪控制器及其跟踪控制方法

权利要求书

1.一种基于模型误差补偿的机载光电平台高精度跟踪控制器，其特征在于：所述的跟踪控制器包括方位向或俯仰向线性自抗扰控制器、模型误差补偿模块和机载光电平台模型建立模块；根据给定的光电平台方位向或俯仰向控制指令，方位向或俯仰向线性自抗扰控制器输出控制量到模型误差补偿模块；所述的模型误差补偿模块对所述的控制量进行误差补偿后，输出修正后的控制量给机载光电平台模型建立模块，在所述的机载光电平台模型建立模块，结合多源外部扰动，输出光电平台视轴在方位向或俯仰向上的偏转角和偏转角速度；所述的控制器的控制方法包括如下步骤：

步骤一：建立机载光电平台对象模型，包括机载光电平台对象在方位向和俯仰向模型，具体是：

方位向电机及负载的开环传递函数G_oa(s)为：

其中，T_am，T_ae，K_ao分别代表方位环的机电时间常数、电磁时间常数以及开环增益，s为利用拉普拉斯变换求解传递函数的复变量；

俯仰向电机及负载的开环传递函数G_of(s)为：

其中，T_fm，T_fe，K_fo分别代表俯仰环的机电时间常数、电磁时间常数以及开环增益；

步骤二：将步骤一所建立的机载光电平台方位向和俯仰向模型分别简化，得到简化机载光电平台模型为：

步骤三：设计方位向和俯仰向线性自抗扰控制器，调试得到线性自抗扰控制器的参数；

步骤四：建立模型误差补偿模块；

所述的模型误差补偿模块为：

方位向：

俯仰向：

步骤五：对无人机角运动对机载光电平台的扰动进行建模；

两轴光电平台方位向和俯仰向的扰动量分别为：

其中，ω_x,ω_y,ω_z为在机体坐标系中无人机绕机体轴的旋转角速度，θ_a,θ_f为在框架坐标系中光电平台视轴在方位向和俯仰向上的偏转角度；

步骤六：建立地面机动目标运动的数学模型，具体为：

其中X_T，Y_T分别为地面机动目标在地面坐标系X轴和Y轴方向的坐标值，q为地面机动目标速度方向，为速度方向的变化率，n_T为地面机动目标的过载值，t为时间变量，V_T0为地面机动目标的速度初始值，X_T0，Y_T0为地面机动目标在地面坐标系X轴和Y轴方向的初始位置坐标值；

步骤七：线性自抗扰控制器参数调整。

2.根据权利要求1所述的一种基于模型误差补偿的机载光电平台高精度跟踪控制器，其特征在于：所述的控制指令是指光电平台视轴在方位向的偏转角度或俯仰向的偏转角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于模型误差补偿的机载光电平台高精度跟踪控制器，其特征在于：所述的方位向或俯仰向线性自抗扰控制器包括线性配置函数模块和三阶扩张状态观测器，具体处理过程为：首先接收到光电平台方位向或俯仰向控制指令，然后对方位向或俯仰向偏转角度进行微分计算，求出偏转角速度；并计算出偏转角误差和偏转角速度误差；接着，利用线性配置函数，根据偏转角误差、偏转角速度误差和系统扰动估计值，得到方位向或俯仰向线性自抗扰控制器的控制量。