邓志红,蔡山波,王　博,付梦印,2

(1.北京理工大学自动化学院,北京 100081; 2.南京理工大学,江苏 南京 210094)



一种旋转调制惯导系统的复合旋转控制算法

邓志红1,蔡山波1,王博1,付梦印1,2

(1.北京理工大学自动化学院,北京 100081; 2.南京理工大学,江苏 南京 210094)

首先分析了旋转平台控制误差对惯导系统(inertial navigation system,INS)调制效果的影响;然后建立了旋转平台的数学模型,结合旋转调制误差抑制效果对控制性能的要求,提出了一种自抗扰和滑模变结构相结合的复合旋转控制方法,该方法充分利用了滑模变结构控制快速减小误差的优势和自抗扰控制的精确估计能力,并设计了融合策略。仿真和实验结果表明,相比于传统PID控制方法,本文方法减小了旋转平台转速控制误差,且使反向角度超调误差和调节时间都减小了50%以上,提高了旋转调制惯导系统的性能。

旋转调制; 惯导系统; 误差抑制; 自抗扰控制; 滑模变结构控制; 复合控制

0　引　言

惯导系统因其自主性和无源性而被广泛应用于潜艇、舰船中,然而惯导系统的误差会随时间不断积累,其定位精度往往不能满足长航时潜器的精度要求。旋转调制技术通过旋转平台的周期旋转,使惯性器件误差被调制成均值为零的周期变化量,实现对惯性器件常值漂移和慢变误差的有效抑制,从而提高惯导系统定位精度。旋转调制技术自19世纪80年代被文献[1]提出后,得到了广泛的关注[2-3],国内一些单位也开展了相关研究。国防科技大学在2007年研制出了国内第一台单轴旋转惯导系统样机[4],之后该领域研究工作主要集中在旋转调制原理分析[5-6]、解算方法[7]、初始对准[8-9]、旋转方案的设计[10-11]以及误差标定[12-13]等方面。……