潘玲

摘要：本文通過(guò)研究航空光電吊艙陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)，對(duì)其遺傳算法進(jìn)行控制。航空光電吊艙作為一個(gè)系統(tǒng)具有大時(shí)延、非線性的特點(diǎn)，同時(shí)要求高跟蹤以及精度穩(wěn)定，因此對(duì)控制器提出更高的要求?；谶z傳算法（GA）的PID控制技術(shù)抗干擾能力較強(qiáng)，能夠提高控制系統(tǒng)對(duì)高速動(dòng)態(tài)目標(biāo)的跟蹤能力。

關(guān)鍵詞：陀螺穩(wěn)定系統(tǒng) 雙閉環(huán)控制 遺傳算法 Matlab

航空光電吊艙陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)，即吊艙結(jié)構(gòu)形式的機(jī)載光電跟蹤系統(tǒng)。它將光電載荷安裝在穩(wěn)定平臺(tái)上，借助陀螺穩(wěn)定平臺(tái)隔離載機(jī)的振動(dòng)，進(jìn)而獲得平臺(tái)空間，通過(guò)控制指令的驅(qū)動(dòng)，完成光電載荷對(duì)目標(biāo)的搜索、捕獲、跟蹤、定位等一系列的任務(wù)。

針對(duì)機(jī)載光電測(cè)量?jī)x器放的穩(wěn)定性，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)兩維的支撐平臺(tái)穩(wěn)像系統(tǒng)，借助該系統(tǒng)吊艙可以完成搜索與跟蹤兩項(xiàng)基本任務(wù)[1]。

1 系統(tǒng)的組成

穩(wěn)像系統(tǒng)由主體儀器、控制放大器和脫靶量計(jì)算單元三大部分組成，如圖1所示[2]：

主體儀器：對(duì)于穩(wěn)像系統(tǒng)而言，兩軸支撐的常平架結(jié)構(gòu)構(gòu)成主體儀器。外環(huán)（方位環(huán)）垂直裝設(shè)于基座上，光電測(cè)量?jī)x則裝設(shè)在內(nèi)環(huán)（水平環(huán)）上。正交處理內(nèi)、外環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，外環(huán)呈360°全周轉(zhuǎn)動(dòng)。將二自由度撓性陀螺儀分別裝設(shè)在內(nèi)、外環(huán)上，借助鎖定回路形成速率陀螺，用以量測(cè)兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。

控制放大器：控制放大器對(duì)兩環(huán)上驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制是根據(jù)操作指令和跟蹤目標(biāo)的脫靶量實(shí)現(xiàn)的，確保隔離基座搖擺或測(cè)量?jī)x的光軸始終鎖定施測(cè)目標(biāo)。

脫靶量計(jì)算單元：參照由光電跟蹤儀測(cè)得的圖像信息，脫靶量計(jì)算單元用以計(jì)算目標(biāo)的脫靶量，處理結(jié)果輸入控制器作為系統(tǒng)位置環(huán)的輸入量。

2 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

3 建立系統(tǒng)控制模型

5 結(jié)論

本文對(duì)光電吊艙穩(wěn)像系統(tǒng)進(jìn)行了遺傳算法PID研究，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)優(yōu)化后的控制器進(jìn)行檢驗(yàn)，其階躍響應(yīng)曲線平穩(wěn)，無(wú)超調(diào)量，對(duì)系統(tǒng)的負(fù)載擾動(dòng)具有良好的適應(yīng)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文魁，王俊璞，金志華，田蔚風(fēng).直升機(jī)機(jī)載光電吊艙的發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策[J].中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào)，2004，12（5）：75-80.

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