国外机载电子干扰吊舱的现状与发展

国外机载电子干扰吊舱的现状与发展

一、国外机载电子干扰吊舱的现状及发展(论文文献综述)

杨俊威[1](2021)在《基于干扰观测器的光电稳定平台自抗扰控制技术研究》文中认为光电稳定平台是通过消除载体扰动,保证光电探测设备的视轴稳定,实现对载体外目标实时捕获与跟踪的先进技术设备。其在多样的作业环境中会受到各种扰动因素的影响,继而降低平台的视轴稳定精度。因此研究光电稳定平台控制算法,提高其抗扰能力和响应速度,改善其视轴稳定精度将具有一定的现实意义。本文选择两轴两框架光电稳定平台作为研究对象,以提升平台系统的动态响应特性和抗扰能力为目标,进行控制算法研究。本文针对光电稳定平台所做的研究工作如下:1.分析了光电稳定平台的结构组成和工作模式,研究影响视轴稳定的主要扰动因素,并将这些扰动因素划分为模型扰动、力矩扰动、角速度扰动和测量噪声。完成对平台速度环控制回路的机理分析,在此基础上结合系统辨识的方法建立光电稳定平台的数学模型。2.研究了光电稳定平台自抗扰控制算法,针对未利用模型信息会增加线性扩张状态观测器(LESO)观测负担的问题,提出基于模型信息的改进型线性自抗扰控制器(MLADRC),提高对平台扰动的估计精度。并进行了MLADRC和LADRC平台控制系统的仿真对比实验,通过仿真对比得到MLADRC平台控制系统调整时间减小0.2s,力矩和角速度扰动抑制能力提升近50%,但对测量噪声的抑制能力减弱。3.针对MLADRC减弱光电稳定平台测量噪声抑制能力的问题,提出改进型速度干扰观测器(VDOB),与基于DOB平台控制系统进行仿真对比实验,仿真结果表明VDOB平台控制系统对测量噪声的抑制提升了两个数量级。结合MLADRC响应速度快和VDOB扰动抑制能力强的优点,提出基于干扰观测器的自抗扰控制算法(VDOBMLADRC),并将该算法应用于光电稳定平台速度回路。最后进行了VDOB-MLADRC、MLADRC和LADRC平台控制系统仿真对比实验,仿真结果验证了该控制算法不仅可以提高平台系统的响应速度;还能进一步提升扰动抑制能力;以及在平台模型增益变化±20%的范围内,平台系统仍具有很强的鲁棒性。

柳志强[2](2021)在《基于DSP的光电跟瞄吊舱自抗扰控制技术》文中研究指明光电跟瞄吊舱不仅作为现代战争利器具有远距离完成对目标的捕获、瞄准、跟踪,为已方提供精确的指向性定位,以及先敌先发现和区域外攻击的能力,而且在民用领域,搭载于无人机上可以进行国土勘探、电力巡检、城市规划等具有广阔的市场价值。这都对光电跟瞄吊舱提出了苛刻的要求,即能有效地隔离外部扰动和内部扰动对视轴的干扰,并始终稳定地指向目标。随着应用环境和场景多样化和复杂化对光电跟瞄吊舱的控制精度、稳定性、抗干扰能力要求越来越高,本文以两轴两框架光电跟瞄吊舱为研究对象,以提高视轴稳定精度、抗干扰能力、鲁棒性为目标,展开了光电跟瞄吊舱自抗扰控制技术的研究。首先,建立光电跟瞄吊舱伺服控制系统数学模型。通过两轴两框架光电跟瞄吊舱的结构,载体与吊舱视轴的运动学分析,基于欧拉转换矩阵对吊舱的可控性给出了证明;在探究了光电跟瞄吊舱工作原理以及分析影响视轴稳定精度的因素基础上,开展了光电跟瞄吊舱陀螺稳定平台伺服控制系统数学模型构建的解析建模和系统辨识方法研究,对某两轴两框架光电跟瞄吊舱采用系统辨识的方法辨识出陀螺稳定平台的二阶传递函数模型。其次,结合跟踪微分器和fal函数提出了一种改进型PID控制策略,将其应用到上述辨识出的二阶传递函数模型控制中,对比经典PID控制策略的控制性能,仿真验证了改进型PID控制策略具有动态性能优异、稳定精度高的优点。接着,针对实际工作环境中经典PID、改进型PID控制器的设计对被控对象模型的严格依赖以及被控对象精准模型获取难度较大的问题,结合自抗扰控制几乎不依赖模型和主动抗扰的优势,开展光电跟瞄吊舱自抗扰控制策略研究。主要包括探究了自抗扰控制原理,分别开展了基于非线性自抗扰控制和线性自抗扰控制策略的速度环二阶自抗扰控制器设计,参数整定方法研究以及光电跟瞄系统的稳定性、抗扰性和鲁棒性等系统动态性能仿真分析。针对二阶自抗扰控制器对视轴输出端角速度扰动无法估计,严重影响光电跟瞄吊舱视轴的稳定精度和跟踪性能的问题,结合串级控制提出了一种串级线性自抗扰控制策略,设计了速度环两级串级线性自抗扰控制器,并实现了两级串级线性自抗扰控制稳定性证明和参数整定。仿真表明,系统具有抗干扰能力强、稳定精度高、鲁棒性好的优点。最后,基于TMS320F28335数字信号处理器,完成了伺服控制系统整体硬件电路设计以及程序设计,搭建了基于DSP的光电跟瞄吊舱实物验证平台,将两级串级线性自抗扰控制器应用到光电跟瞄吊舱陀螺稳定平台的电机控制中。实验结果表明依据串级线性自抗扰控制策略设计的控制器具有动态性能优异、跟踪误差小,抗干扰能力强、稳定精度高、鲁棒性好的优点。

王晨宇[3](2021)在《光电稳瞄平台系统建模及分数阶控制方法研究》文中提出光电稳瞄平台是用来搭载各种光电设备的平台,其主要的工作是保证内部光电设备的视轴保持稳定。光电稳瞄平台工作环境复杂,会受到外界气流的干扰、内部电机的震动及设备噪声和机械结构之间的摩擦力等等,所以为了保证光电稳瞄平台的稳定性,除了保证机械结构的高精密度以外,采用一种较为合适的控制策略来提高系统的稳定精度是尤为关键的。本文从分数阶微积分理论入手,建立光电稳瞄平台控制系统速度环分数阶模型,根据分数阶模型设计了分数阶控制器,实现光电稳瞄平台速度环的高精度稳定控制。主要完成了以下研究内容:1)对机载光电稳瞄平台的模型结构进行分析,同时分析了平台工作时受到的来自内部和外部的各种扰动。通过机理建模的方式对于光电稳瞄平台控制系统速度环进行建模,因为机理建模是在理想环境下进行建模,无法准确表征系统的实际特性,所以本文在机理建模的基础上,将扫频实验数据使用系统辨识工具箱进行辨识,得到平台方位轴速度环的整数阶模型。根据分数阶麦克斯韦定理可知,电机的电磁作用方程存在分数阶导数项,所以光电稳瞄平台速度环模型应是分数阶模型。因此本文提出了一种变阶次算法得到了方位轴速度环的分数阶模型,经过与原始实验数据的幅频和相频特性曲线进行对比分析,验证分数阶模型比整数阶模型更加符合实际系统的频域特性。2)光电稳瞄平台分数阶控制系统设计。设计了分数阶PIλ控制器、分数阶PDμ控制器、分数阶PIλDμ控制器,采用了增益鲁棒法结合数值最优化的参数整定方法进行分数阶控制器参数的整定,同时搭建了 Simulink系统仿真模块。根据分数阶系统根轨迹稳定性判据,验证了本文设计的三种分数阶控制系统的稳定性。与整数阶控制系统进行了阶跃响应、正弦跟踪、力矩和载体速度扰动、阶跃扰动、过程噪声扰动、受控模型增益与控制器参数摄动鲁棒性仿真实验。结果证明了,三种分数阶控制系统无论是在动态性能,稳定精度还是扰动抑制能力和鲁棒性方面都要优于整数阶控制系统,在三种分数阶控制系统中,每个控制器都有自己的优缺点可以适用于不同的环境,其中分数阶PIλDμ控制器性能更加均衡,具有更加优越的控制性能。3)为了进一步验证本文所设计的分数阶控制器在实际的工作环境具有更好的控制效果,选择以两轴两框架的机载光电稳瞄平台为实验对象,编写平台速度环的分数阶控制程序,进行了光电稳瞄平台方位轴控制实验。实验结果表明,基于本文所设计的分数阶控制器的稳瞄平台在动态响应、稳定精度以及跟踪精度方面都有一定程度的优越性。本文构建的光电稳瞄平台分数阶伺服控制系统比整数阶控制系统具有一定的优越性,所以对于数学模型中具有分数阶环节的系统如果采用分数阶控制器可以得到很好的控制效果。

马经帅[4](2021)在《两轴四框架机载光电平台伺服控制方法研究》文中研究表明机载光电稳定平台是装备于无人机等飞行器上的高精度侦察设备。它是光、机、电、算、控多个学科交叉一体的设备,广泛应用于军事及民用领域。发展至今已衍生出各种不同的框架结构,其中两轴四框架的优势及装备数量都占据强势,其能够大幅提升瞄准线稳定精度,增强目标搜索跟踪能力,克服两轴两框架的“过顶”问题。本文针对无人机搭载的小体积、轻量级高精度光电稳定平台,因经典控制无法解决非线性被控对象、系统参数变化、内外复杂扰动等问题,展开对更加高效可靠的伺服控制方法进行研究。首先,是对于两轴四框架机载光电平台(以下简称机载光电平台)系统的整体组成介绍,指明伺服控制控制系统设计对光电平台的瞄准线稳定至关重要。对采用两轴四框架结构的优势及其特点进行分析,满足体积小、重量轻的要求。在结构上为高精度稳定提供有利条件,同时内框架的小角度运动在结构上克服“过顶”问题。后对伺服控制系统的工作原理进行分析,分析了高精度的稳定控制对各类传感器及驱动电机的性能要求。其次,根据机载光电平台的框架结构建立轴系坐标系,运用运动学和力学理论推导出各框架间的耦合关系。接着针对系统内部扰动和外部力矩干扰建立扰动模型,通过量化计算后对主要干扰加以克服。后对机载光电平台控制系统各部分建立数学模型,便于伺服控制回路中的算法设计。然后,由于光电平台的运动复杂性,传统控制能力受限,采用了先进控制理论中的滑模变结构控制(SMVSC)方法,依据其参数摄动不敏感性,强鲁棒性,结合改进干扰观测器(DOB)和非线性扩张观测器(NESO)设计出两种有效的级联复合控制策略,并通过仿真实验验证其对于扰动的观测能力和闭环系统中的性能。同时,针对滑模变结构自身存在的“抖振”问题,提出削弱方法。最后,针对机载光电平台的硬件电路和复合控制策略软件进行设计。将本文所设计的伺服控制处理模块植入已有光电平台进行实验。通过室内试验和外场实验,加入非线性干扰及挂载飞行采集大量数据分析验证。相比传统轻量型两轴两框光电稳定平台的100~200urad级稳定精度,本课题结构上采用两轴四框架形式,及伺服控制算法采用滑模变结构复合控制,使得其稳定精度提升至50urad以内。证明本课题设计的伺服控制策略能够满足系统高稳定精度和快速响应的要求,对机载光电平台的发展更具工程意义和研究价值。

杨康,刘禹,郝汀,赵明峰,黄伟[5](2020)在《机载干扰吊舱总体设计技术的探讨》文中研究指明干扰吊舱作为一种机载电子干扰平台,在不过多改变原飞机内部结构和外部气动特性的情况下,极大地扩展了飞机的战术功能,使得普通飞机具备了自卫、随队甚至远距离支援干扰的能力。西方各国相继启动了下一代干扰吊舱的研制计划;无人机平台在军事上的广泛应用,也进一步扩大了对干扰吊舱这一外挂物的需求。该文结合实际工程要求,对机载雷达干扰吊舱的总体设计技术以及相关问题的处理进行了探讨,可为新型吊舱的研制提供借鉴。

徐浩然[6](2020)在《小型无人机光电吊舱视轴稳定技术研究》文中研究说明随着对侦察领域要求的不断提高,通信距离更远、速率更快、图像更清晰、抗干扰能力更强及精度更高的机载激光通信平台成为当今社会发展的需求。同时,机载平台和光学终端的小型化、轻量化将是未来发展的一大方向,且将会具有广阔的市场前景。而机载激光通信视轴的稳定是建立激光通信链路的基础与前提。机体自重与载重的减小势必会令其平台特性发生变化。工作时,所受到的风阻、摩擦扰动、载机的低频扰动和高频振动,以及光电吊舱受到振动传导都会与大重量大体积无人机有些许差异。另外光学终端在小型化的同时,传统复杂的跟踪系统也面临着结构简化的一大挑战。为了满足轻小型无人机机载激光通信对视轴稳定精度以及控制系统的特殊要求,本文首先介绍了国内外机载激光通信以及视轴稳定平台的发展概况和趋势。并以机载平台的视轴稳定为最终目标,主要完成了以下三个方面的研究。首先,分析了轻小型无人机平台所受扰动的影响因素,并设置测量试验量化分析了该平台的振动特性并与一些主流机型的振动误差进行对比。这一实验为视轴稳定控制器的设计和实现打下了基础。其次,通过利用嵌入式平台NVIDIA Jetson nano实现GPU CUDA并行计算加速,优化了质心提取算法。通过缩短质心计算时间,进而缩短闭环回路控制时间,从侧面提高了控制系统的闭环带宽。最后,采用基于组合趋近律的离散滑模控制算法,采用反正切函数对组合趋近律进行改良,使之在实际工作中无需确定具体的趋近律切换点,提高了方法的易用性。引入离散系统的干扰观测器,进一步提高了控制系统的鲁棒性,并对该算法进行了仿真和试验。在完成以上三方面研究的基础上,还对整个视轴稳定系统进行了多个实验,包括系统辨识、控制分系统动态跟踪实验、激光通信性能实验。实验验证,本系统所实现的视轴稳定精度达到160μrad左右。

梁亚星[7](2020)在《机载光电吊舱控制系统设计》文中认为机载光电吊舱在最近几十年里得到不断发展,已成为军事领域中不可或缺的技术装备,在交通、电力、林业、警用、救灾多种民用领域也发挥着不可替代的作用。吊舱是集成电机、机械、电子、通讯、光学、控制多学科为一体的精密设备,其内部利用陀螺仪敏感载体的扰动,反馈吊舱载体姿态变化给控制器并进行处理,通过控制电机运动以保持载荷在惯性空间的稳定,实现吊舱设备对目标物体的实时侦察,搜索,追踪功能。针对机载光电吊舱工作时由于受到载机姿态变化、风力冲击、机械摩擦、质量不均衡等多种因素的干扰而导致其稳定性变差的问题,本文以机载光电吊舱控制系统为研究对象,通过对其稳定机理的分析,推导出光电载荷的角速度补偿方程,并建立了吊舱的数学模型。采用基于遗传算法(GA)的Fuzzy-PID控制方法,提高了吊舱的稳定性。MATLAB仿真结果表明,与常规PID、Fuzzy-PID方法对比,采用GA优化后的Fuzzy-PID控制效果更加理想,使得吊舱具备更强的鲁棒性,从而满足吊舱控制技术要求。在此基础上设计吊舱的控制方案,采用DSP+ARM双CPU为光电吊舱的控制器,与直流电机、测角器、陀螺仪和功率驱动器等器件共同构成吊舱控制系统。DSP控制器主要执行位置、速度闭环回路控制算法与采集各传感器测量的信息,ARM控制器接收和转发上位机发送的串口协议数据,辅助DSP控制器和光电载荷完成指定工作。接着设计吊舱的DSP控制板、ARM通讯板、陀螺仪模块、驱动模块、串口通信等硬件电路。根据吊舱的功能需求,采用模块化思路分别对DSP伺服控制程序、ARM串口通信程序进行设计。最后,根据性能指标对吊舱系统的硬件模块和控制功能的进行调试与测试,主要包括串口通讯,PWM信号产生,可见光、红外相机视频图像的采集,自检、手动、回零、陀螺校漂运动模式,相机模式切换及变焦调整等部分。实验结果显示吊舱各单元性能良好,各项数据符合设计指标,视轴稳定性较高,验证了基于DSP+ARM控制方案的可行性。

刘盟[8](2020)在《光电吊舱伺服控制系统的设计与开发》文中研究说明光电吊舱是一种可以搭载红外探测设备的机载装置,具有抑制载体干扰的能力,同时具备稳定跟踪和目标检测的功能,目前被广泛用于无人机、侦察机等探测设备。由于工作环境较为特殊,在使用过程中,光电吊舱容易受到载体摇晃以及空气摩擦等外部干扰,从而影响探测设备的成像精度,严重时会造成探测设备成像模糊,因此需要提高光电吊舱的隔离载体扰动能力,这样才能提高探测设备的精度以及工作效率。本文以某光电吊舱伺服控制系统的设计与开发为研究背景,首先阐述了伺服控制系统的功能要求以及性能要求,其次根据系统要求提出了伺服控制系统的总体设计方案,然后对系统隔离载体扰动能力进行了研究,最后在前述内容的基础上完成了控制系统DSP软件设计开发以及系统的软硬件调试,验证了吊舱伺服控制系统方案设计的可行性。主要研究的内容如下:(1)根据系统的研制需求,制定了光电吊舱伺服控制系统总体设计方案。完成了系统的负载计算,并在此基础上确定了系统主要器件的选型,给出了系统硬件电路的设计方案。(2)基于光电吊舱伺服控制系统总体设计方案对系统进行建模,并根据电机的环路控制原理对系统各个环路的性能进行仿真分析。在仿真工具matlab中采用比例积分控制器对环路性能进行调节。随后基于隔离度的定义,对系统的隔离度进行了建模仿真分析,并引出了一种在没有摇摆台的情况下测试系统隔离度的方法。(3)分析了陀螺噪声对系统性能的影响。首先通过采集本系统所使用陀螺数据并从功率谱密度的角度对系统噪声进行分析,然后采用算术平均滤波法对陀螺噪声进行补偿,从而减小陀螺噪声对系统隔离度的影响,最后通过仿真手段对陀螺噪声的补偿方法进行了验证。(4)光电吊舱伺服控制系统需要有抑制载体干扰的能力,因此对吊舱伺服控制系统的稳定机理进行了分析,采用方向余弦法推导出了载体扰动补偿公式。对系统采用的PID控制算法进行了简要概述。并根据伺服控制系统的要求,采用分模块设计的思想完成了系统DSP软件开发。完成了控制部分DSP软件初始化模块、自检模块、功能模块等模块的设计与开发以及驱动部分DSP软件的开发。(5)在软硬件开发完成的基础上通过实验对系统进行调试,完成了系统三环的PID控制参数的选取,并对系统的功能设计进行了测试,最后验证了控制系统方案设计的合理性。

孙靖[9](2019)在《机载光电稳瞄平台鲁棒控制方法研究》文中进行了进一步梳理机载光电稳瞄平台可以有效隔离载体的运动干扰,保证光电探测设备的视轴始终保持稳定,从而完成敌情侦察、目标跟踪、精确打击等作战任务,极大地提高了载机的作战性能。随着机载光电稳瞄平台在国防军事领域的广泛应用,现代武器系统对机载光电稳瞄平台控制技术的要求也越来越高。因此,本文以两轴两框架机载光电稳瞄平台为研究对象,以提升控制系统性能为研究目标,开展机载光电稳瞄平台鲁棒控制方法研究。本文主要研究工作及创新性成果如下:(1)分析了机载光电稳瞄平台的系统构成,并对速度稳定回路的关键部件进行了机理分析。利用系统辨识的方法建立所选机载光电稳瞄平台的数学模型,并对影响系统稳定的扰动因素做了研究。(2)研究了机载光电稳瞄平台分数阶PIλDμ控制策略,针对分数阶控制器参数整定解析方法存在的计算复杂、求解过程不能程序化的问题,采用一种基于向量模型的分数阶控制器参数设计方法,设计了机载光电稳瞄平台速度稳定回路分数阶控制器并进行了仿真实验研究。仿真结果表明分数阶PIλDμ控制器的使用不仅可以改善控制系统的动态响应特性,还可以使系统获得更强的鲁棒性。(3)分析了扰动观测器的扰动抑制原理,针对经典扰动观测器应用于机载光电稳瞄平台时存在的噪声放大问题,研究了一种改进型扰动观测器结构,以提高控制系统的扰动抑制能力。将分数阶控制和改进型扰动观测器结合,提出了一种基于扰动观测的分数阶控制策略。对机载光电稳瞄平台速度稳定回路进行了基于扰动观测的分数阶控制器设计和仿真实验研究。实验结果表明,基于扰动观测的分数阶控制器不仅继承了分数阶控制响应速度快、鲁棒性强的特点,还吸收了扰动观测器对系统模型依赖性小、抗干扰能力强的优点。可以达到提高机载光电稳瞄平台控制系统性能的目的。

顾士晨[10](2019)在《光电吊舱红外视觉跟踪及控制技术研究》文中指出光电吊舱是一种能够执行侦测任务的光电探测系统,其红外目标跟踪性能决定了其全天候工作能力。由于红外图像缺少颜色信息及其相对较低的信噪比与对比度,传统控制方式与红外跟踪算法难以满足高性能红外跟踪的要求。本文以光电吊舱红外跟踪及控制技术为研究对象,设计能够自适应非线性复杂干扰的控制策略,研究适用于复杂场景下变尺度目标的红外跟踪算法,提高光电吊舱红外跟踪性能。针对光电吊舱红外视觉稳定与跟踪问题,论述其基本工作原理,归纳系统精度的影响因素,总结出光电吊舱在复杂干扰下稳定控制的技术难点,及其面对弱小目标、背景干扰、尺度变化、目标遮挡情况时红外跟踪的技术难点。对于其稳定控制的难点,建立控制系统数学模型,分析原始系统动态特性及PID控制算法的不足,研究模糊自适应PID控制策略,设计模糊自适应PID控制器,观察其对系统稳定性能的提升效果。对于其红外跟踪的难点,重点针对复杂背景下的变尺度目标跟踪,分析对应红外视频中目标的动静态特征,确定红外目标跟踪的决策准则,研究初始图像的目标快速检测方法,设计局部自适应最优分割方法,在此基础上提出一种基于多特征融合与ROI预测的红外目标检测与跟踪算法。进行仿真实验与外场实验,验证控制策略的控制效果以及红外目标跟踪算法性能。结果表明控制策略能够提高系统的稳定与跟踪精度,对于非线性的复杂干扰具有良好的抑制能力;红外跟踪算法具有较高的鲁棒性,能够完成复杂场景下变尺度目标的稳定红外跟踪。相关研究成果可以应用于光电吊舱的红外目标跟踪,解决光电吊舱在复杂背景干扰、目标尺度变化时红外跟踪性能降低的问题,提升其全天候工作能力。

二、国外机载电子干扰吊舱的现状及发展(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、国外机载电子干扰吊舱的现状及发展(论文提纲范文)

(1)基于干扰观测器的光电稳定平台自抗扰控制技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 光电稳定平台国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 光电稳定平台控制策略研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 光电稳定平台扰动分析与系统建模
    2.1 光电稳定平台结构组成和工作模式
        2.1.1 光电稳定平台结构
        2.1.2 光电稳定平台工作模式
    2.2 影响平台视轴稳定精度扰动因素分析
        2.2.1 模型扰动分析
        2.2.2 力矩扰动分析
        2.2.3 载体姿态扰动分析
        2.2.4 测量噪声
    2.3 光电稳定平台模型分析
        2.3.1 电机与平台负载模型
        2.3.2 速率陀螺仪模型
        2.3.3 PWM功率放大器模型
        2.3.4 速度稳定回路模型
    2.4 光电稳定平台模型辨识
    2.5 本章小结
第3章 光电稳定平台自抗扰控制器设计
    3.1 PID控制技术
    3.2 自抗扰控制策略
        3.2.1 跟踪微分器
        3.2.2 扩张状态观测器
        3.2.3 非线性状态误差反馈控制律
    3.3 线性自抗扰控制器设计
        3.3.1 自抗扰控制向线性自抗扰控制过渡
        3.3.2 线性扩张状态观测器
        3.3.3 基于模型信息辅助的线性扩张状态观测器设计
        3.3.4 线性状态误差反馈控制律及参数整定方法
    3.4 光电稳定平台改进线性自抗扰控制仿真结果分析
        3.4.1 平台系统频域特性仿真分析
        3.4.2 平台系统阶跃响应仿真分析
        3.4.3 方波跟踪仿真分析
        3.4.4 平台系统抗扰能力仿真分析
        3.4.5 平台系统鲁棒性仿真分析
        3.4.6 平台系统测量噪声抑制能力仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 基于干扰观测器光电稳定平台自抗扰控制器设计
    4.1 传统干扰观测器
        4.1.1 传统干扰观测器扰动补偿原理
        4.1.2 干扰观测器鲁棒稳定性分析
        4.1.3 低通滤波器的设计
    4.2 改进型速度干扰观测器
        4.2.1 光电稳定平台改进型速度干扰观测器设计
        4.2.2 光电稳定平台改进速度干扰观测器仿真与分析
    4.3 基于干扰观测器的光电稳定平台自抗扰控制器设计
        4.3.1 平台系统阶跃响应仿真分析
        4.3.2 平台系统鲁棒性仿真分析
        4.3.3 平台系统测量噪声抗扰能力仿真分析
        4.3.4 平台系统抗扰能力仿真实验分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作内容总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢

(2)基于DSP的光电跟瞄吊舱自抗扰控制技术(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光电跟瞄吊舱国外研究现状
        1.2.2 光电跟瞄吊舱国内研究现状
        1.2.3 光电跟瞄吊舱控制策略研究现状
        1.2.4 自抗扰控制研究现状
    1.3 本文主要研究内容与结构安排
2 光电跟瞄吊舱伺服控制系统数学模型的建立
    2.1 光电跟瞄吊舱的结构与工作原理
        2.1.1 两轴两框架光电跟瞄的吊舱的结构
        2.1.2 载体与两轴两框架光电跟瞄吊舱运动学分析
        2.1.3 光电跟瞄吊舱的工作原理
    2.2 光电跟瞄吊舱稳定精度影响因素分析
    2.3 光电跟瞄吊舱陀螺稳定平台伺服控制系统数学模型的建立
        2.3.1 解析建模
        2.3.2 系统辨识
    2.4 本章小结
3 光电跟瞄吊舱的改进型PID控制
    3.1 速度控制器设计分析
    3.2 改进型PID控制结构与原理
    3.3 改进型PID控制器设计
    3.4 改进型PID控制仿真
    3.5 本章小结
4 光电跟瞄吊舱自抗扰控制技术
    4.1 非线性自抗扰控制
    4.2 线性自抗扰控制
    4.3 光电跟瞄吊舱非线性自抗扰控制器设计
        4.3.1 光电跟瞄吊舱非线性自抗扰控制器
        4.3.2 非线性自抗扰控制器参数整定
    4.4 光电跟瞄吊舱线性自抗扰控制器设计
        4.4.1 光电跟瞄吊舱线性自抗扰控制器
        4.4.2 线性自抗扰控制器参数整定
    4.5 光电跟瞄吊舱自抗扰控制仿真
    4.6 串级线性自抗扰控制策略
        4.6.1 两级串级线性自抗扰控制器设计
        4.6.2 两级串级线性自抗扰控制扩张状态观测器收敛性证明
        4.6.3 两级串级线性自抗扰控制稳定性证明
    4.7 光电跟瞄吊舱串级线性自抗扰控制仿真
        4.7.1 频域仿真分析
        4.7.2 时域仿真分析
        4.7.3 串级线性自抗扰控制器参数整定方法
    4.8 本章小结
5 基于DSP的串级线性自抗扰控制实验验证
    5.1 基于TMS320F28335的硬件电路设计
    5.2 程序设计
    5.3 实验系统的构建
    5.4 光电跟瞄吊舱串级线性自抗扰控制实验验证
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(3)光电稳瞄平台系统建模及分数阶控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 光电稳瞄平台国内外研究现状
        1.2.1 吊舱型光电稳瞄平台
        1.2.2 转塔型光电稳瞄平台
    1.3 光电稳瞄平台建模方法研究现状
    1.4 光电稳瞄平台控制策略研究现状
    1.5 分数阶控制方法研究现状
    1.6 研究内容与章节安排
2 分数阶微积分理论
    2.1 基本函数
    2.2 分数阶微积分定义
    2.3 分数阶微积分的Laplace变换
    2.4 分数阶微积分算子的近似
    2.5 本章小结
3 光电稳瞄平台伺服控制系统分析及建模
    3.1 机载光电稳瞄平台的组成及工作模式
        3.1.1 光电稳瞄平台结构及系统组成
        3.1.2 光电稳瞄平台系统工作模式
    3.2 机载光电稳瞄平台伺服控制系统建模
        3.2.1 光电稳瞄系统伺服控制系统结构
        3.2.2 影响系统控制性能的主要因素分析
        3.2.3 光电稳瞄平台系统机理模型
        3.2.4 系统辨识
        3.2.5 光电稳瞄平台速度环整数阶系统辨识
        3.2.6 基于变阶次算法的光电稳瞄平台的速度环分数阶模型辨识
    3.3 本章小结
4 光电稳瞄平台控制系统设计
    4.1 分数阶控制器结构
        4.1.1 分数阶比例积分控制器
        4.1.2 分数阶比例微分控制器
        4.1.3 分数阶比例积分微分控制器
    4.2 参数整定规则
    4.3 整数阶控制器与分数阶控制器设计
    4.4 分数阶系统稳定性分析
    4.5 控制系统仿真模块搭建
    4.6 系统阶跃响应与正弦跟踪对比实验
    4.7 系统的力矩、载体速度和阶跃扰动对比试验
    4.8 系统的过程噪声抑制与鲁棒性实验
    4.9 本章小结
5 基于光电稳瞄实验平台的控制实验
    5.1 光电稳瞄平台的主要组成部分及其功能
        1) 光电吊舱
        2) 伺服控制箱
        3) 上位机模块
    5.2 基于DSP的软件实验平台搭建
    5.3 光电稳瞄平台实验及分析
        5.3.1 阶跃响应实验
        5.3.2 正弦信号跟踪实验
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(4)两轴四框架机载光电平台伺服控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及目的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 机载光电平台的发展
        1.2.2 机载光电平台伺服控制技术研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 机载光电平台系统总体组成分析
    2.1 机载光电平台的系统组成分析
        2.1.1 系统总体指标
        2.1.2 光电平台总体结构组成
        2.1.3 光电平台的框架结构分析
    2.2 机载光电平台的伺服系统组成分析
        2.2.1 伺服控制处理器分析
        2.2.2 执行元件分析
        2.2.3 测角元件分析
        2.2.4 功率放大装置分析
        2.2.5 惯性测量单元分析
    2.3 本章小结
3 框架耦合与扰动影响分析及系统模型建立
    3.1 机载光电平台的框架耦合分析
        3.1.1 坐标系定义及变换
        3.1.2 平台框架间的转动惯量耦合分析
        3.1.3 平台框架间的运动学耦合分析
        3.1.4 平台框架间的动力学耦合分析
        3.1.5 陀螺的耦合分析
    3.2 机载光电平台的扰动分析
        3.2.1 模型扰动
        3.2.2 力矩、角速度扰动
        3.2.3 噪声扰动
    3.3 机载光电平台控制系统的数学模型
        3.3.1 电机和负载的数学模型
        3.3.2 功率放大电路的数学模型
        3.3.3 陀螺的数学模型
        3.3.4 平台稳定控制系统建模
    3.4 本章小结
4 机载光电平台的伺服控制策略设计
    4.1 滑模变结构控制的定义
        4.1.1 滑模变结构控制的基本原理
        4.1.2 滑模变结构控的设计步骤
    4.2 伺服控制回路设计
        4.2.1 机载光电平台滑模变结构控制
        4.2.2 速度环滑模变结构控制器设计
        4.2.3 干扰观测器的设计
        4.2.4 改进型非线性扩张观测器的设计
    4.3 控制系统仿真实验
        4.3.1 SMVSC+DOB速度环稳定仿真实验
        4.3.2 SMVSC+NNESO速度环稳定仿真实验
    4.4 本章小结
5 机载光电平台软硬件设计及实验分析
    5.1 伺服稳定控制硬件电路设计
        5.1.1 自控元件选型
        5.1.2 伺服稳定控制电路设计
    5.2 伺服稳定控制软件设计
        5.2.1 软件需求分析
        5.2.2 伺服稳定控制软件总体结构
        5.2.3 伺服稳定控制软件设计
        5.2.4 其他主要模块软件开发
    5.3 机载光电平台验证实验
        5.3.1 光电稳定平台实验
        5.3.2 阶跃响应实验
        5.3.3 稳定精度实验
        5.3.4 位置跟踪精度实验
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(5)机载干扰吊舱总体设计技术的探讨(论文提纲范文)

0 引 言
1 总体设计
    1.1 技术体制
    1.2 系统组成
    1.3 工作原理
2 指标计算与分配
3 相关技术及实现
    3.1 环控设计
    3.2 功耗管理
    3.3 电磁兼容
    3.4 维修性和测试性
4 试验项目及流程
5 结 论

(6)小型无人机光电吊舱视轴稳定技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外发展及研究现状
    1.3 研究内容和组织结构
第二章 机载光电吊舱系统分析
    2.1 光电吊舱视轴稳定系统基本组成
        2.1.1 光电吊舱视轴稳定系统硬件选型
        2.1.2 光电吊舱视轴稳定系统机械结构
    2.2 小型无人机平台扰动特性分析
        2.2.1 小型无人机平台扰动影响因素
        2.2.2 小型无人机平台振动测量实验
        2.2.3 数据分析
        2.2.4 控制系统性能约束
    2.3 本章小结
第三章 机载光电吊舱视轴稳定方法
    3.1 机载光电吊舱视轴稳定方法概述
        3.1.1 机载光电吊舱视轴稳定方法
        3.1.2 光电稳定平台的性能评价指标
    3.2 伺服系统中主要的控制算法
        3.2.1 伺服系统建模
        3.2.2 PID伺服控制
        3.2.3 滑膜变结构控制
        3.2.4 滑模控制抖振消除方法
        3.2.5 实际应用时面临的问题与选择
    3.3 本章小结
第四章 机载光电吊舱视轴稳定技术研究
    4.1 基于GPS/INS的初始指向
        4.1.1 导航坐标系系统
        4.1.2 指向算法实现
    4.2 质心算法
        4.2.1 灰度加权法
        4.2.2 利用GPU对质心算法加速
    4.3 控制算法建模与仿真
        4.3.1 滑膜控制算法设计
        4.3.2 引入干扰观测器
        4.3.3 仿真对比分析
    4.4 控制分系统动态跟踪性能测试
        4.4.1 系统辨识实验
        4.4.2 动态跟踪性能测试
    4.5 本章小结
第五章 机载光电吊舱激光通信实验
    5.1 实验方案设计
    5.2 本章小结
第六章 总结和展望
参考文献
攻读学位期间取得的成果
致谢

(7)机载光电吊舱控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究的主要内容
    1.4 论文主要内容安排
第2章 机载光电吊舱控制系统结构与模型
    2.1 引言
    2.2 吊舱控制系统性能指标
        2.2.1 主要功能
        2.2.2 吊舱控制系统技术指标
    2.3 光电吊舱控制系统结构及设计方案
    2.4 光电吊舱平台隔离角运动原理
        2.4.1 稳定平台配置与坐标系定义
        2.4.2 空间坐标系符号
        2.4.3 角运动隔离补偿原理分析
    2.5 吊舱干扰力矩分析
    2.6 吊舱控制系统模型建立
        2.6.1 吊舱系统分析
        2.6.2 直流电机模型
        2.6.3 吊舱控制系统模型
    2.7 本章小结
第3章 光电吊舱控制策略优化与模型仿真
    3.1 引言
    3.2 控制策略分析
    3.3 模糊控制原理及PID控制器设计
        3.3.1 模糊控制理论
        3.3.2 模糊PID控制器设计
    3.4 遗传算法优化模糊PID参数及仿真分析
        3.4.1 遗传算法原理
        3.4.2 遗传算法优化模糊PID仿真
    3.5 本章小结
第4章 机载光电吊舱控制系统软硬件设计
    4.1 引言
    4.2 控制电路
        4.2.1 DSP部分电路
        4.2.2 ARM部分电路
    4.3 驱动电路
    4.4 通信电路
    4.5 硬件电路板
    4.6 系统软件设计
    4.7 本章小结
第5章 机载光电吊舱控制系统调试
    5.1 引言
    5.2 硬件电路信号波形测试
    5.3 吊舱性能测试
    5.4 吊舱成像仪控制测试
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果

(8)光电吊舱伺服控制系统的设计与开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 课题背景以及研究意义
    1.2 光电吊舱国内外发展历史以及研究现状
        1.2.1 国外发展历史以及研究现状
        1.2.2 国内发展历史及研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 光电吊舱伺服控制系统总体方案设计
    2.1 光电吊舱伺服控制系统功能要求以及性能要求
        2.1.1 系统功能要求
        2.1.2 系统性能要求
    2.2 光电吊舱伺服控制系统总体方案设计
    2.3 光电吊舱伺服控制系统硬件方案设计
        2.3.1 负载计算
        2.3.2 主要元部件选型
    2.4 控制系统电路设计
        2.4.1 DSP基本配置电路设计
        2.4.2 FPGA相关配置电路设计
        2.4.3 驱动部分基本配置电路设计
        2.4.4 RDC解码电路
        2.4.5 电源模块电路设计
    2.5 本章小结
第三章 光电吊舱伺服控制系统建模仿真
    3.1 控制系统建模
        3.1.1 电机模型
        3.1.2 陀螺模型
        3.1.3 驱动器模型
    3.2 控制系统闭环建模与仿真
        3.2.1 控制系统环路结构
        3.2.2 控制系统闭环建模
        3.2.3 控制系统环路仿真
    3.3 隔离度仿真
        3.3.1 隔离度的定义
        3.3.2 稳定环隔离度仿真
        3.3.3 陀螺噪声
    3.4 本章小结
第四章 光电吊舱伺服控制系统软件开发
    4.1 控制系统稳定机理分析
        4.1.1 坐标转换
        4.1.2 载体扰动补偿分析
        4.1.3 PID控制算法
    4.2 控制系统软件需求分析
        4.2.1 控制系统软件结构
        4.2.2 伺服控制软件需求
        4.2.3 驱动软件需求
    4.3 伺服控制系统DSP软件设计以及开发
        4.3.1 伺服控制软件流程
        4.3.2 伺服控制软件模块化设计
        4.3.3 伺服控制软件模块开发
        4.3.4 驱动软件开发
    4.4 本章小结
第五章 光电吊舱伺服控制系统调试
    5.1 控制系统调试
        5.1.1 电流环调试
        5.1.2 速度环调试
        5.1.3 位置环调试
        5.1.4 隔离度
    5.2 控制系统功能测试
        5.2.1 随位置运行功能
        5.2.2 扫描功能
        5.2.3 跟踪功能
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介

(9)机载光电稳瞄平台鲁棒控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 机载光电稳瞄平台国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 机载光电稳瞄平台控制策略研究现状
    1.4 本文主要研究内容及结构安排
第2章 机载光电稳瞄平台系统建模及扰动分析
    2.1 机载光电稳瞄平台组成及分类
    2.2 机载光电稳瞄平台工作模式
    2.3 机载光电稳瞄平台系统建模
        2.3.1 机载光电稳瞄平台控制系统构成
        2.3.2 机载光电稳瞄平台模型分析
        2.3.3 机载光电稳瞄平台模型辨识
    2.4 影响系统稳定的扰动因素分析
    2.5 本章小结
第3章 分数阶控制器研究与设计
    3.1 分数阶PI~λD~μ控制器
        3.1.1 分数阶PI~λD~μ控制器结构
        3.1.2 分数阶PI~λD~μ控制器分类
    3.2 分数阶控制器参数整定解析法
    3.3 基于向量模型的分数阶控制器设计方法
        3.3.1 控制器的向量模型
        3.3.2 增益鲁棒分数阶控制器参数整定规则的向量模型
        3.3.3 基于向量模型的分数阶控制器参数求解方法
    3.4 机载光电稳瞄平台分数阶控制器设计与仿真研究
        3.4.1 分数阶PI~λD~μ控制器设计
        3.4.2 分数阶PI~λD~μ控制器仿真
    3.5 本章小结
第4章 机载光电稳瞄平台扰动观测分数阶控制方法
    4.1 经典扰动观测器
        4.1.1 扰动观测器原理
        4.1.2 扰动观测器的鲁棒稳定性
    4.2 改进型扰动观测器
        4.2.1 改进型扰动观测器原理
        4.2.2 低通滤波器Q(s)的设计规则
        4.2.3 改进型扰动观测器设计与仿真研究
    4.3 基于扰动观测的分数阶控制器
    4.4 机载光电稳瞄平台扰动观测分数阶控制器实验研究
        4.4.1 基于扰动观测的分数阶控制器性能仿真
        4.4.2 基于扰动观测的分数阶控制器实验研究
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 研究展望
参考文献
附录A 攻读学位期间取得的成果
致谢

(10)光电吊舱红外视觉跟踪及控制技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的背景与意义
    1.2 光电吊舱及其控制与跟踪技术研究现状
        1.2.1 光电吊舱国内外研究现状
        1.2.2 光电吊舱控制技术研究现状
        1.2.3 光电吊舱红外视觉跟踪技术研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 光电吊舱稳定与跟踪系统分析
    2.1 光电吊舱系统组成
        2.1.1 系统组成及其结构
        2.1.2 主要功能部件
    2.2 光电吊舱系统工作原理
        2.2.1 主要工作方式
        2.2.2 载体扰动隔离原理
        2.2.3 系统控制架构
    2.3 光电吊舱红外目标跟踪难点与解决路线
        2.3.1 系统精度影响因素
        2.3.2 红外目标跟踪研究难点
        2.3.3 红外跟踪难点解决路线
    2.4 本章小结
3 光电吊舱控制系统控制策略研究
    3.1 稳定与跟踪控制回路模型
        3.1.1 各组成部分数学模型
        3.1.2 控制回路数学模型
    3.2 控制系统原始模型分析及PID控制策略
        3.2.1 控制系统原始模型分析
        3.2.2 经典PID控制策略
    3.3 模糊自适应PID控制策略
        3.3.1 模糊自适应PID控制算法原理
        3.3.2 模糊自适应PID控制器设计
        3.3.3 模糊自适应PID控制器控制效果分析
    3.4 本章小结
4 基于多特征融合与ROI预测的红外目标跟踪算法
    4.1 特征分析与决策准则的建立
        4.1.1 红外目标跟踪视频分析
        4.1.2 目标跟踪决策准则建立
    4.2 初始图像目标检测方法
    4.3 特征参数自适应的红外目标跟踪方法
        4.3.1 局部自适应最优分割方法
        4.3.2 参数自适应的红外目标跟踪算法
        4.3.3 红外目标检测与跟踪算法测试
    4.4 本章小结
5 实验结果及分析
    5.1 光电吊舱系统性能仿真测试
        5.1.1视轴稳定仿真实验
        5.1.2目标跟踪仿真实验
    5.2光电吊舱目标跟踪外场实验
        5.2.1 目标跟踪效果测试
        5.2.2 目标检测效果分析
        5.2.3 红外目标场景适应性跟踪效果分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

四、国外机载电子干扰吊舱的现状及发展(论文参考文献)

  • [1]基于干扰观测器的光电稳定平台自抗扰控制技术研究[D]. 杨俊威. 长春理工大学, 2021(02)
  • [2]基于DSP的光电跟瞄吊舱自抗扰控制技术[D]. 柳志强. 西安工业大学, 2021(02)
  • [3]光电稳瞄平台系统建模及分数阶控制方法研究[D]. 王晨宇. 西安工业大学, 2021(02)
  • [4]两轴四框架机载光电平台伺服控制方法研究[D]. 马经帅. 西安工业大学, 2021(02)
  • [5]机载干扰吊舱总体设计技术的探讨[J]. 杨康,刘禹,郝汀,赵明峰,黄伟. 现代信息科技, 2020(15)
  • [6]小型无人机光电吊舱视轴稳定技术研究[D]. 徐浩然. 长春理工大学, 2020(01)
  • [7]机载光电吊舱控制系统设计[D]. 梁亚星. 河南科技大学, 2020(07)
  • [8]光电吊舱伺服控制系统的设计与开发[D]. 刘盟. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [9]机载光电稳瞄平台鲁棒控制方法研究[D]. 孙靖. 长春理工大学, 2019(01)
  • [10]光电吊舱红外视觉跟踪及控制技术研究[D]. 顾士晨. 南京理工大学, 2019(06)

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国外机载电子干扰吊舱的现状与发展
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