贾继红，宋江鹏

(1.军事交通学院 军事物流系，天津 300161； 2.哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001)



基于拉格朗日建模的两轴稳定平台耦合干扰分析

贾继红1，宋江鹏2

(1.军事交通学院 军事物流系，天津 300161； 2.哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001)

为研究载体与内外框架之间的耦合关系，基于拉格朗日方程，建立包括摩擦力矩模型和质量不平衡力矩模型的完整稳定平台动力学模型。同时根据所建立两轴稳定平台动力学模型进行仿真分析，明确各种耦合力矩对控制性能的影响。仿真结果表明：与框架间耦合力矩相比，载体运动对光轴稳定的影响较大；外框架控制系统设计需要考虑转动惯量、摩擦力矩干扰和几何约束角速度干扰带来的影响，应具有较强鲁棒性。

拉格朗日建模；耦合干扰；摩擦力矩；几何约束

两轴光电稳定平台是动载体光电成像稳定装置中较为常见的一种结构形式，技术较为成熟，但其运动学和动力学模型仍是一个存在轴间运动耦合和非线性干扰的非线性控制系统[1]，建立完整的运动学、动力学模型和进行全面的耦合力矩分析是高精度稳定平台机械系统和控制系统设计的基础。本文以常规两轴方位-俯仰框架稳定平台为研究对象，采用表达式非常简洁的拉格朗日方程对其建模，避免了欧拉方程动力学建模过程中存在的大量动量矩矢量变换的复杂推导过程。同时，在推导过程中考虑了摩擦力矩，并将两轴光电稳定平台的运动学特性、动力学特性和框架电机的特性结合起来，建立更具有普遍意义的控制模型[2]。……