雷 昊，马天义，杨海容，朱 牧

（上海航天控制技术研究所，上海，201100）

基于力矩观测器的导引头陀螺转子方位效应补偿方法

雷 昊，马天义，杨海容，朱 牧

（上海航天控制技术研究所，上海，201100）

在红外导引头制导系统设计中，陀螺的方位效应将引起大偏角下控制力矩的衰减，对导引头的跟踪精度和工作范围有重要影响。为实现对陀螺进动控制力矩的补偿，建立陀螺动力学模型和大偏角情况下位标器的力矩器模型。参照干扰观测器DOB的设计方法，将陀螺的俯仰信号引入陀螺和力矩器的标称逆模型，设计实用的陀螺力矩观测器对进动力矩进行补偿。对鲁棒稳定性的小增益条件、补偿效果和补偿器引入相移大小的综合权衡，确定了陀螺力矩观测器的滤波器形式和时间常数。数学仿真结果表明，系统进动力矩在引入力矩观测器后得到了有效补偿，跟踪精度和响应速度得到显著的提高。

动力随动陀螺导引头；力矩观测器；小增益条件；偏角效应

0 引 言

红外导引头位标器的功能是利用动力随动陀螺的进动性和定轴性来实现对红外目标的跟踪[1]。动力随动陀螺由同轴安装的、固联有光学系统的陀螺转子和线圈组成，依靠线圈对陀螺施加旋转力矩和控制力矩，控制陀螺的进动，不断跟踪目标[2,3]。由于同轴安装位标器陀螺的一个固有缺点，大偏角下的进动控制力矩的衰减影响着陀螺的跟踪精度和相应速度，并且制约着陀螺的工作角度范围。……