基于扰动观测器和分数阶PID的视轴稳定控制

为了实现无人机视轴稳定系统的准确跟踪与测量,该文提出了一种将分数阶PID控制器与速度扰动观测器相结合的控制方法。解决了单一控制方法抑制扰动的局限性,有效提高了系统的稳定性以及抗干扰能力。试验表明,在1 Hz的速率扰动下,加入基于速度扰动观测器(VDOB)的稳定回路的速度跟踪误差均方值下降了82%;在1 Hz的力矩扰动下,加入VDOB的稳定回路的速度跟踪误差均方值下降了75%。试验结果证明,分数阶PID可以隔离部分扰动信号,速度扰动观测器可以有效地进行反馈补偿。两者相结合的方法增强了光电平台的稳定性和抗干扰能力,有效地改善了机载光电平台的跟踪性能。

基于速度扰动观测和模糊PID的视轴稳定控制

为了实现对目标的准确测量和跟踪,无人机光电平台必须要有较高的视轴(LOS)稳定精度,视轴稳定系统必须要有良好的控制性能和抗干扰能力。为了提高平台的视轴稳定精度,提出了一种将模糊比例-积分-微分(PID)控制器与扰动观测器相结合的研究方法,解决了单一方法抑制扰动的局限性,有效提高了抗干扰能力。试验表明,在1 Hz的力矩扰动下,加入基于速度扰动观测器(VDOB)的稳定回路的隔离度为4.31%,小于未加入VDOB回路的5.84%;在1 Hz的速度扰动下,加入VDOB的稳定回路的隔离度为4.72%,小于未加入VDOB回路的5.56%。试验结果证明,模糊PID能隔离大部分扰动信号,扰动观测器能进行有效反馈补偿,两者结合的方法提高了系统抗干扰能力和平台的稳定精度。通过对平台稳定回路的研究以及视轴稳定精度的提高,能改善机载光电平台的跟踪性能,有效增强无人机的作战力。

无轴承永磁电机悬浮波动抑制策略

无轴承电机运行过程中不可避免地产生悬浮波动。悬浮波动过大会影响电机性能,有效抑制悬浮波动是保证电机正常工作的关键。考虑到无轴承电机悬浮控制常用的PID控制算法对扰动抑制针对性不强的缺点,在分析悬浮波动源和常规观测算法不足的基础上,以一种交替极无轴承永磁电机为研究对象,提出利用线性扩张状态观测算法对电机悬浮转子径向扰动加速度进行观测。通过分析扰动加速度与电流控制量之间的关系,提出等效扰动电流的概念。将等效扰动电流补偿到悬浮控制算法中以抑制悬浮波动。与仅采用PID控制算法相比较,仿真结果表明所提控制策略能够抑制悬浮波动,实现电机稳定悬浮。