自抗扰控制在陀螺加速度计伺服回路中的应用

王兆凯，王 汀

（1.超精密航天控制仪器技术实验室，北京 100039；2.北京航天控制仪器研究所，北京 100039）

0 引言

导航系统依靠陀螺加速度计敏感载体的加速度得到载体的速度和位置信息，从而实现整个导航系统的功能。陀螺加速度计作为导航系统的核心器件，其正常工作必须要有相应的伺服回路来保证，从而保障仪表的动态性能和稳定性［1］。

现阶段的陀螺加速度计伺服回路主要采用基于经典控制理论的设计方法，即针对表头特性确定回路参数，匹配出满足要求的校正网络。该方法虽然可以满足工程需求，但遇到非理想陀螺加速度计系统时不能很好地处理仪表本身不确定因素对系统的影响，导致仪表精度无法进一步提高，参数摄动、环境条件变化等不确定性因素都会极大地影响回路性能［2］。因此，本文将在数字控制系统的基础上对伺服回路进行控制算法设计，从而减小不确定因素对系统的影响，提高仪表的精度和稳定性。

自抗扰控制技术汲取了传统PID控制器 “以误差消除误差”的思想精华，是在改进PID控制器固有缺陷的过程中逐渐发展而来的一种新型控制技术。它不依赖于系统模型，是一种低超调、收敛速度快、精度高、抗干扰能力强、算法简单的新型非线性控制器。它将由系统内扰动引起的内部扰动和因外部环境等引起的外部扰动统称为总扰动，通过扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律两个环节对总扰动进行实时估计并加以补偿。……