贾 桐,李秀智,张祥银

(北京工业大学信息学部,北京 100124;北京工业大学数字社区教育部工程研究中心,北京 100124)

1 引言

在地面机器人和无人机等智能体上,惯性稳定平台通过伺服控制可以有效的隔离载体的运动干扰,保证传感器工作在期望的姿态,例如对于相机获取稳定的成像非常有效,因此惯性稳定平台在安防巡检、地形勘探、大型建筑物测绘等领域应用十分广泛[1],而且对惯性稳定平台控制性能的要求也越来越高.

影响控制系统性能因素为零件的加工误差与安装误差、框架的质量不平衡与接触面间的非线性摩擦力、惯性测量装置的系统误差与载体扰动[2].针对上述影响,提升加工精度、改进机械结构、更换高精度惯性测量装置可以使系统性能提升,但不能从根本解决问题,通过设计合适的控制器可以有效的提升系统性能[3].在实际的应用中比例-积分-微分(proportion integral differential,PID)控制占据了90%以上,但PID控制是基于误差来消除误差的控制策略[4],不易满足高性能的动态跟踪要求.有很多学者尝试在控制方法上做出创新[5].比如,文献[6]提出一种基于角加速度扰动观测器的控制方法,通过双环的策略增强了系统的抗干扰性,较好的提升了控制精度和稳定性;文献[7]提出了一种基于快速跟踪微分器的多输入多输出(multi input multi output,MIMO)模糊滑模控制方法,提升了惯性稳定平台在目标跟踪状态下的稳定精度,但模糊控制难以通过理论验证系统的稳定性;文献[8]为了提升惯性……