模糊PID控制光电跟踪系统的抗干扰性分析

徐晓霞

（西安工业大学 北方信息工程学院 电子信息系，陕西 西安710025）

抗干扰性和稳定性是控制系统的一项重要指标，同时也是系统能够正常工作的首要条件。因此，分析系统的抗干扰性和稳定性并给出保证系统稳定的措施，是设计一个良好控制系统的首要前提。与经典控制理论相比，模糊控制系统的稳定性理论还不够完善，这是因为模糊控制系统本质上是一种复杂的非线性系统，对其稳定性的分析目前还很难给出统一的分析工具，而且模糊控制系统的表现形式也各不相同，同样为理论分析增加了巨大的难度。文中针对模糊自适应PID控制的机载光电跟踪系统，通过引入模型参数摄动和增加外界干扰的方法研究系统的稳定性和抗干扰性能，最终得到系统稳定的结论，为今后模糊自适应控制器的设计提供了理论依据。

1 机载光电跟踪系统的数学模型

机载光电稳定跟踪系统是一个典型的机电随动系统，其数学模型如图1所示。

图中θg为飞行员给定的或视频图像跟踪器给定的目标瞄准线指令角；K2/（T1s+1）为视频图像信号的惯性环节；K1s为复合控制器；C1为跟踪回路的控制器；Kp/[s（τ2s+1）]为陀螺回路的传递函数；C2为稳定回路的控制器；Ka，Ke，Km分别为力矩电机的电流常数，反电势系数和力矩系数；Ra为电枢电阻；τ3为机电时间常数；J∑为负载转动惯量；θ为稳定平台转角，并且θ反馈用旋转变压器或微动同步器实现；M±是由载机运动、机身振动、摩擦等引起的干扰力矩的总和，这种干扰力矩对不同的转轴是不同的，并且是非线性函数。……