自抗扰控制器在激光陀螺单轴稳定平台中的应用研究

平台罗经是一种精密复杂的导航仪器,它可以为大中型水面及水下舰船的导航、武器装备、指挥控制等系统提供精确的航向和水平基准信息,还可以显示舰船的姿态角和推算舰位。激光陀螺是一种惯性导航的理想器件,它相对于其他类型的陀螺具有精度高,抗恶劣环境能力强,动态范围大,可靠性高的特点。目前激光陀螺的主要应用领域是捷联惯导系统,但随着我国激光陀螺技术的成熟及成本的降低,在高精度及对体积重量要求相对不是很苛刻的场合,如舰载导航系统中,可以考虑采用激光陀螺代替传统的机电式陀螺构建高精度新型平台罗经。 稳定控制回路是平台罗经系统中的关键部分之一。自抗扰控制器是在继承了经典的PID控制器不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器。论文分析了激光陀螺稳定平台区别于机电陀螺稳定平台的特点,设计了激光陀螺稳定平台系统中稳定控制回路的自抗扰控制方案,并利用SIMULINK进行了仿真,最后在单轴激光陀螺稳定平台系统上进行了实验研究。仿真及实验结果表明,自抗扰控制方案能有效地隔离机座扰动的影响,对平台系统的参数变化具有较好的适应性,并且具有较高的稳定精度。另外,由于DSP是一种特别适合于复杂算法和电机控制的一种数字信号处理芯片,论文设计了一种基于DSP和FPGA的稳定回路的控制电路,测试表明,电路达到了预期的性能。