基于DOB观测器的机载光电稳定平台扰动抑制方法

为提高轻型机载光电稳定平台的扰动抑制能力,设计了一种基于扰动观测器与Stribeck模型相结合的稳定控制回路。首先,对机载光电稳定平台稳定环路进行建模,分析扰动来源,确定补偿方案。其次,在传统稳定回路的基础上,加入Stribeck摩擦补偿器和DOB扰动观测器,通过仿真验证其对稳定精度提升的可行性。结果表明,在5 Hz,0.12°的正弦扰动下,视轴的稳定精度提高近5倍,有效地抑制了机构"低速爬行",速度跟踪误差的均方根值从0.31 (°)/s下降至0.07 (°)/s,且对于不同频率扰动的隔离度均有明显提升。

采用改进型扰动观测器的控制方法

提出一种适用于非最小相位对象的改进型扰动观测(DOB)结构.通过新增两个控制器,该结构不但对标称性能控制器输出进行动态补偿,而且还补偿了系统输出反馈信号.因此,基于新DOB的控制结构不但能在低频段很好的抑制外部干扰,消除实际被控模型摄动对闭环系统的输出性能的影响,更重要的是提高了抑制高频测量噪声的能力.最后,讨论了该控制结构的内部稳定性和鲁棒稳定性.

电动负载模拟器扰动观测器系统化设计

提出了一种通过参数化进行混合灵敏度优化的扰动观测器(DOB)设计方法,并应用于电动负载模拟器(EALS),解决了舵机运动扰动对EALS力矩伺服精度的影响问题.将Q-滤波器设计与混合灵敏度优化问题分开考虑,并给出了DOB的系统化设计律,保证了系统的鲁棒性和DOB的最优性,该方法能应用于不稳定系统的设计.实际系统试验结果验证了所提出方法的有效性.

干扰观测器在一种非线性刚度驱动器中的应用

基于"小负载,低刚度;大负载,高刚度"的非线性刚度驱动器(NSCA)优化了可变刚度驱动器(VSA)的工作区间,具有交互力小时力分辨率高,交互力大时响应速度快的优点。但在复杂的人机交互控制过程中,由于难以对干扰和噪声建立准确的数学模型,故而严重影响到系统的控制精度。因此,本文利用基于观测估计干扰并实施补偿的干扰观测器(DOB)解决非线性刚度驱动器的此类问题。首先,根据非线性刚度驱动器动力学模型建立了控制系统状态方程以及干扰观测器,利用李雅普诺夫方法分析系统稳定性并给出了稳定条件;然后,根据该稳定条件将干扰观测器算法应用于非线性刚度驱动器控制系统中得到实验数据。最后,实验结果表明,采用干扰观测器算法将非线性刚度驱动器在阻抗控制模式下的刚度误差降低了85.71%,大幅度提高了驱动器控制精度。

快速反射镜系统的扰动抑制控制研究

快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)作为惯性稳定平台的精跟踪控制系统,能够进一步提高惯性稳定平台的视轴稳定精度。针对FSM在工作过程中受到的外界风力干扰、载机姿态变化和内部摩擦力等多源扰动,设计基于干扰观测器(Disturbance Observer,DOB)的抗扰控制方法。先建立FSM的数学模型,对实体快反镜进行模型辨识,然后设计基于干扰观测器的速度环扰动抑制控制方法。通过仿真实验验证了所设计干扰抑制方法的有效性,可为扰动抑制方法的工程应用奠定基础。