基于自适应超螺旋滑模的光电平台稳定控制

张 鹏，邓 晗，王 晶，陈仁涛

（中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南 郑州450000）

稳定性是体现光电平台伺服能力的重要指标。随着超远距离探测指示、行进间工作等功能需求的提出，稳定控制越来越受到众多专家学者的关注，成为一个重要的研究方向。传统的串级PID控制通过提高系统速度带宽来增强，但常常受所选用惯性器件、执行器的能力限制，会带来成本上的较大增幅，而且会降低系统的稳定裕度。滑模控制（SMC，Sliding-Mode-Control）由于其对匹配不确定性和扰动的有效抑制，在稳定平台控制中被广泛应用[1-4]。然而，传统一阶滑模算法存在抖振问题[5]，不仅难以实现，而且可能威胁伺服系统的安全性。

超螺旋（STSMC，Super-Twisting-Sliding-Mode-Control）算法[6]是一类结构简单的高阶滑模算法，能有效抑制抖振问题，且仅需要系统的一阶滑模信息。然而，设计超螺旋算法的参数需要已知外界扰动时间导数的上界[7]，这限制了其在实际系统中的应用。Shtessel等[8]提出了一种自适应超螺旋算法，但需要外界扰动满足特定的假设条件。李鹏[9]提出了一种仅需要扰动时间导数有界的自适应超螺旋算法。Utkin等[10]基于一阶滤波器实现了对超螺旋算法参数的自适应估计。然而，这些算法都是针对一阶SISO系统设计的，而且自适应律也相对复杂。

针对运动载体上光电平台的稳定控制问题，本文设计了一类基于自适应超螺旋算法（ASTSMC，Adaptive-Super-Twisting-Sliding-Mode-Control）的控制器。该控制器在保持传统滑模控制精度高、鲁棒性强等优点的同时结构简单、限制条件少、能有效抑制控制抖振。……