【摘 要】
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无人机对地面目标进行侦察、瞄准时,机上光电跟踪系统通常会受到载体姿态变化和平台自身运动部件等内外力矩的干扰,引起视轴抖动,造成目标图像晃动和不清晰。为了保证光电系统视轴稳定平台在惯性空间指向稳定并隔离扰动,需要采取有效的控制方法来提高系统的稳定性能。本文围绕无人机光电系统视轴稳定平台控制方法开展研究,着重对经典PID控制器参数的阶次及经典PID控制器参数自整定方法进行深入分析,分别设计分数阶PID
【基金项目】
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陕西省科学技术研究发展计划基金（2016GY-051）
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无人机对地面目标进行侦察、瞄准时,机上光电跟踪系统通常会受到载体姿态变化和平台自身运动部件等内外力矩的干扰,引起视轴抖动,造成目标图像晃动和不清晰。为了保证光电系统视轴稳定平台在惯性空间指向稳定并隔离扰动,需要采取有效的控制方法来提高系统的稳定性能。本文围绕无人机光电系统视轴稳定平台控制方法开展研究,着重对经典PID控制器参数的阶次及经典PID控制器参数自整定方法进行深入分析,分别设计分数阶PID控制器和BP神经网络PID控制器,并将控制性能较优的控制算法进行硬件性能实现及硬件系统测试。研究主要内容如下:（1）对光电系统视轴稳定平台的结构、运动学和动力学进行了分析和系统建模。依据光电系统视轴稳定平台的性能要求,选取两轴两框架稳定结构,建立基座、俯仰框架和方位框架间的坐标系,推导坐标系间的变换矩阵;通过对稳定平台结构的运动学分析,建立平台轴系间角速度、角加速度、转动惯量和力矩间的动力学模型;通过对视轴稳定回路的分析,计算回路各环节传递函数的数学模型,为视轴稳定控制器的设计奠定了基础。（2）光电系统视轴稳定平台分数阶PID控制算法研究。对经典PID控制器参数中微分和积分项的阶次进行了深入分...
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