機載光電載荷廣泛應用于城市監(jiān)控、野外搜救、電力巡線、災害預警等領域,其視軸指向控制精度影響著載荷的成像質(zhì)量,是關鍵技術之一。飛行成像過程中,系統(tǒng)內(nèi)部的摩擦、質(zhì)量不平衡轉矩等內(nèi)源擾動以及載機的姿態(tài)變化、空氣動力、振動等外源擾動嚴重影響著視軸指向控制精度。研究視軸指向控制對提升成像質(zhì)量具有十分重要的意義。為實現(xiàn)在復雜多源擾動下提高機載光電載荷視軸指向控制精度的目的,本文基于終端滑�？刂频氖侄�,開展以下幾方面研究:（1）對機載光電載荷視軸指向控制進行分析及建模。介紹機載光電載荷視軸指向控制的要求及系統(tǒng)組成,建立數(shù)學模型。分析影響機載光電載荷視軸指向控制精度的主要因素,為控制器設計奠定基礎。（2）研究驅(qū)動機載光電載荷機械框架的永磁同步電機控制�；诖艌龆ㄏ蚩刂萍夹g實現(xiàn)永磁同步電機的驅(qū)動。針對永磁同步電機參數(shù)攝動及外界擾動等問題,設計終端滑�？刂婆c非線性干擾觀測器相結合的電機控制方法。（3）針對機械框架的角速度閉環(huán),考慮傳統(tǒng)終端滑模控制方法在趨近速度方面的缺陷,改進趨近律設計,在提升系統(tǒng)收斂速度的同時,削弱終端滑�？刂埔鸬亩墩�。設計高階終端滑模觀測器進一步提升系統(tǒng)的抗擾性能。（4）為進一步提升... 

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 機載光電載荷研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外機載光電載荷發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 載荷框架驅(qū)動發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 二級穩(wěn)定技術發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.3 相關控制方法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 內(nèi)回路干擾抑制算法
        1.3.2 非線性反饋控制器設計
        1.3.3 終端滑�？刂�
    1.4 研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 機載光電載荷系統(tǒng)分析及建模
    2.1 機載光電載荷工作原理及結構分析
        2.1.1 機載光電載荷工作原理
        2.1.2 機載光電載荷結構分析
    2.2 機載光電載荷系統(tǒng)建模
    2.3 機載光電載荷擾動分析
        2.3.1 內(nèi)部擾動
        2.3.2 外部擾動
    2.4 二級穩(wěn)定系統(tǒng)建模及分析
    2.5 本章小結
第3章 基于終端滑模的永磁同步電機驅(qū)動控制
    3.1 問題描述
    3.2 永磁同步電機的結構
    3.3 永磁同步電機數(shù)學模型
        3.3.1 PMSM在靜止坐標系下的數(shù)學模型
        3.3.2 PMSM在旋轉坐標系下的數(shù)學模型
    3.4 永磁同步電機矢量控制原理
        3.4.1 矢量控制
        3.4.2 空間矢量脈寬調(diào)制技術
    3.5 基于終端滑模的永磁同步電機控制器設計
        3.5.1 終端滑�？刂破髟O計
        3.5.2 非線性干擾觀測器設計
    3.6 仿真實驗
    3.7 本章小結
第4章 機載光電載荷機械框架的終端滑�？刂�
    4.1 問題描述
    4.2 終端滑模新型趨近律設計
    4.3 高階終端滑模觀測器設計
    4.4 仿真與實驗
        4.4.1 仿真驗證
        4.4.2 實驗驗證
    4.5 本章小結
第5章 壓電快速反射鏡的有限時間控制
    5.1 問題描述
    5.2 壓電陶瓷執(zhí)行器建模
        5.2.1 遲滯Bouc-Wen模型及參數(shù)辨識
        5.2.2 模型驗證
    5.3 終端滑�？刂破髟O計
    5.4 新型控制器設計
        5.4.1 高階終端滑模遲滯觀測器設計
        5.4.2 新型終端滑�？刂破髟O計
    5.5 實驗驗證
        5.5.1 實驗裝置
        5.5.2 實驗結果
    5.6 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 全文工作總結
    6.2 論文主要創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]波動載荷下滑動電接觸摩擦力建模[J]. 陳忠華,黨偉,時光,王喜利,劉福升.  電工技術學報. 2019(24)
[2]機載光電穩(wěn)瞄平臺的擾動觀測分數(shù)階控制方法[J]. 王春陽,孫靖,肖博,劉雪蓮.  控制與決策. 2020(08)
[3]機載光電探測系統(tǒng)二級穩(wěn)定控制分析[J]. 王誠,闖家亮,李江勇,楊百劍,嚴子奕.  激光與紅外. 2019(04)
[4]基于非光滑控制技術的電動汽車直接橫擺力矩控制[J]. 葉慧,李國政,丁世宏,江浩斌.  江蘇大學學報(自然科學版). 2018(06)
[5]機載光電載荷視軸指向控制技術綜述[J]. 車鑫,賈平,田大鵬.  光學精密工程. 2018(07)
[6]機載光電載荷裝備發(fā)展與關鍵技術[J]. 吉書鵬.  航空兵器. 2017(06)
[7]光電跟蹤系統(tǒng)快速捕獲時間最優(yōu)滑模控制技術[J]. 程龍,陳娟,陳茂勝,王衛(wèi)兵,王挺峰,郭勁.  光學精密工程. 2017(01)
[8]基于擾動觀測器的光電穩(wěn)定平臺摩擦補償策略[J]. 晉超瓊,張葆,李賢濤,申帥,朱楓.  吉林大學學報(工學版). 2017(06)
[9]基于LuGre模型的航空光電穩(wěn)定平臺的摩擦力矩補償[J]. 晉超瓊,張葆,李賢濤,申帥,朱楓.  科學技術與工程. 2016(30)
[10]一種連續(xù)非奇異快速終端滑�？刂品椒╗J]. 冒建亮,李奇,朱海榮.  控制與決策. 2016(10)

博士論文
[1]音圈式大行程快速反射鏡及其視軸穩(wěn)定技術研究[D]. 張士濤.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2019
[2]滑模變結構控制在機載光電平臺中的應用研究[D]. 周占民.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2019
[3]基于快速反射鏡的高精度、寬頻帶掃描像移補償技術研究[D]. 孫崇尚.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2016
[4]非光滑控制理論及其在飛行器系統(tǒng)中的應用研究[D]. 蘭奇遜.東南大學 2016
[5]航空光電穩(wěn)定平臺擾動抑制技術的研究[D]. 李賢濤.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2014
[6]具有魯棒性的最優(yōu)干擾觀測器的系統(tǒng)性設計及其應用[D]. 尹正男.上海交通大學 2012

碩士論文
[1]光電跟蹤系統(tǒng)永磁同步電機快速捕獲控制技術研究[D]. 程龍.長春工業(yè)大學 2016



本文編號：3668460