扰动补偿的陀螺稳定平台单神经元自适应PI控制

朱海荣， 李奇， 顾菊平， 李俊红

(1.东南大学自动化学院，江苏南京210096;2.南通大学电气工程学院，江苏南通226019)

0 引言

陀螺稳定平台广泛应用于精确制导武器、机载光电侦查设备、坦克火控瞄准系统、车载卫星通信设备等领域，其主要作用是隔离载体扰动，使负载(如各类探测装置、天线、炮塔等)在惯性空间保持稳定［1］。目前陀螺稳定平台控制大多基于传统的频域设计理论，一般采用典型的双闭环(速度环+位置环)或三环结构(电流环+速度环+位置环)结构，通过各闭环系统校正，实现对平台的控制。但陀螺稳定平台受摩擦力矩、载体扰动力矩、质量不平衡力矩等未知非线性扰动的影响，经典控制难以对系统中的各种非线性因素进行有效的抑制，如何保证稳定平台对姿态扰动信号的有效隔离，减小探测装置的抖动，一直是困扰工程技术人员的难点［2］。

近几年，神经网络［3］、H∞控制［4］以及模糊控制［5］等先进控制方法已经逐渐应用于陀螺稳定平台的控制中，通过理论分析证明了这些先进控制方法能抑制平台中非线性干扰力矩的影响，但算法不够完善，可靠性和实时性均存在一定程度的不足，真正在实际系统中得到应用的尚不多见。

本文提出了一种基于扰动补偿的单神经元自适应PI控制策略，单神经元结构简单，利用其自学习、自组织能力，根据被控对象的变化情况对控制器的权值进行在线调整［6］;而扰动观测器(DOB)不需要对干扰信号建立准确的数学模型，在观测干扰信号时避免了大量的数学计算，能够很好地满足实时性需要［7－9］。……