基于dob观测器的机载光电稳定平台扰动抑制方法
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图中上部虚线框为摩擦力矩补偿单元采用基于stribeck模型的摩擦力矩补偿方法主要对系统动静摩擦特性以及动态非匀速下阻力矩变化曲线进行描述并加以补偿用来消除系统在低速运动时的爬行现象切o根据产品装配阶段对轴系摩擦参数的测试包含电机与码100电光与控制第27卷盘确定最大静摩擦力e为02n?m最大库仑摩擦力f
CHEN Xiaogang1, CAI Meng2, DAI Ning2 (1. The First Aircraft Design and Research Institute o£ AVIC, Xi'an 710089, China ； 2. Luoyang Institute of Electro-Optical Equipment, AVIC, Luoyang 471000, China)
控制回路。首先，对机载光电稳定平台稳定环路进行建模，分析扰动来源，确定补偿方案。其次,在传统稳定回路的基
础上，加入Stribeck摩擦补偿器和DOB扰动观测器，通过仿真验证其对稳定精度提升的可行性。结果表明，在5 Hz, 0.12°的正弦扰动下，视轴的稳定精度提高近5倍，有效地抑制了机构“低速爬行”，速度跟踪误差的均方根值从0. 31
基于DOB观测器的机载光电稳定平台扰动抑制方法
陈晓刚J蔡猛S戴宁$ （1.中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，西安710089； 2.中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南洛阳471000）
摘要：为提高轻型机载光电稳定平台的扰动抑制能力，设计了一种基于扰动观测器与Stribeck模型相结合的稳定
针对上述非线性扰动，文献［3 ］采用NGMV数学模 型（非线性广义最小方差控制率）对扰动进行前馈补偿, 并将自适应学习加入算法中增强系统鲁棒性，该方法较 传统PID控制稳定精度提升近2倍;文献［4］提出的基 于线性自适应神经网络原理的改进算法,可以在实验室 内有效降低扰动波动，但是对于非线性干扰收敛速度较 慢，效果不佳;文献［5］提出的基于扩张Kalman滤波器
Abstract: In order to improve the disturbance suppression capability of lightweight airborne photoelectric
stabilized platform, a stable control loop was designed based on Disturbance Observer ( DOB) and Stribeck model. At first, the stability loop of airborne photoelectric stabilized platfonn was modeled, the sources of disturbance were analyzed, and the compensation scheme was determined. Then, Stribeck friction compensator and DOB were integrated based on the traditional stability loop, and the feasibility of improving the stability accuracy was verified by simulation. The results show that: 1 ) Under sinusoidal disturbance of 5 Hz and 0. 12°, the stability accuracy of the visual axis is improved by nearly 5 times, which suppressed low-speed creeping effectively ； 2) The root mean square value of velocity tracking error was decreased from 0. 31 ( °)/s to 0.07 (°)/s；and 3) The isolation of different-frequency disturbances was obviously improved.
第27卷第1期 2020年1月
电光与控制
Electronics Optics & Control
Vol. 27 No. 1 Jan.2020
引用格式:陈晓刚，蔡猛，戴宁•基于dob观测器的机载光电稳定平台扰动抑制方法[J] •电光与控制,2020,27(1):98-101. CHEN X G,CAI M,DAI N. A DOB based disturbance suppression method for airborne photoelectric stabilized platform[ J]. Electronics Optics & Control, 2020, 27(1) ：98-101.
（°）/s下降至0.07 （°）/s,且对于不同频率扰动的隔离度均有明显提升。
关键词：Stribeck摩擦；经典PID控制；光电稳定平台；DOB观测器；隔离度
中图分类号：TN391
文献标志码：A
doi： 10.3969/j. issn. 1671 -637X. 2020.01.020
A DOB Based Disturbance Suppression Method for Airborne Photoelectric Stabilized Platform
Key words: Stribeck friction ； classical PID control ； photoelectric stabilized platform ； DOB ； isolation
0引言
在机载光电对抗过程中，为保证清晰成像及精确 打击，光电稳定平台在工作时间段需要隔离耦合在瞄 准线上的外部扰动以实现视轴精准指向。但由于载机 自身姿态变化、载体轴系摩擦力矩及负载质量不平衡 等因素存在，容易影响平台视轴的稳定精度，进而影响 系统的成像质量⑴。
目前，平台的外部扰动中，摩擦扰动对系统性能的
收稿日期：2019-01-03
修回日期：2019-11-07
作者简介:陈晓刚（1979 —）,男，江苏启东人，硕士,高工,研究方向
为航空电子技术。
影响最为明显。针对摩擦扰动，学者们提出众多的 扰动建模方法，如经典的库伦摩擦、黏性摩擦模型、Dahl 模型、Kamop 模型、LuGre 模型、Leirven 模型 Stribeck 模 型等⑵。其中,Stribeck模型的传递函数能很好地描述 摩擦非线性特性，目前在国内外工程中应用较为广泛。
CHEN Xiaogang1, CAI Meng2, DAI Ning2 (1. The First Aircraft Design and Research Institute o£ AVIC, Xi'an 710089, China ； 2. Luoyang Institute of Electro-Optical Equipment, AVIC, Luoyang 471000, China)
控制回路。首先，对机载光电稳定平台稳定环路进行建模，分析扰动来源，确定补偿方案。其次,在传统稳定回路的基
础上，加入Stribeck摩擦补偿器和DOB扰动观测器，通过仿真验证其对稳定精度提升的可行性。结果表明，在5 Hz, 0.12°的正弦扰动下，视轴的稳定精度提高近5倍，有效地抑制了机构“低速爬行”，速度跟踪误差的均方根值从0. 31
基于DOB观测器的机载光电稳定平台扰动抑制方法
陈晓刚J蔡猛S戴宁$ （1.中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，西安710089； 2.中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南洛阳471000）
摘要：为提高轻型机载光电稳定平台的扰动抑制能力，设计了一种基于扰动观测器与Stribeck模型相结合的稳定
针对上述非线性扰动，文献［3 ］采用NGMV数学模 型（非线性广义最小方差控制率）对扰动进行前馈补偿, 并将自适应学习加入算法中增强系统鲁棒性，该方法较 传统PID控制稳定精度提升近2倍;文献［4］提出的基 于线性自适应神经网络原理的改进算法,可以在实验室 内有效降低扰动波动，但是对于非线性干扰收敛速度较 慢，效果不佳;文献［5］提出的基于扩张Kalman滤波器
Abstract: In order to improve the disturbance suppression capability of lightweight airborne photoelectric
stabilized platform, a stable control loop was designed based on Disturbance Observer ( DOB) and Stribeck model. At first, the stability loop of airborne photoelectric stabilized platfonn was modeled, the sources of disturbance were analyzed, and the compensation scheme was determined. Then, Stribeck friction compensator and DOB were integrated based on the traditional stability loop, and the feasibility of improving the stability accuracy was verified by simulation. The results show that: 1 ) Under sinusoidal disturbance of 5 Hz and 0. 12°, the stability accuracy of the visual axis is improved by nearly 5 times, which suppressed low-speed creeping effectively ； 2) The root mean square value of velocity tracking error was decreased from 0. 31 ( °)/s to 0.07 (°)/s；and 3) The isolation of different-frequency disturbances was obviously improved.
第27卷第1期 2020年1月
电光与控制
Electronics Optics & Control
Vol. 27 No. 1 Jan.2020
引用格式:陈晓刚，蔡猛，戴宁•基于dob观测器的机载光电稳定平台扰动抑制方法[J] •电光与控制,2020,27(1):98-101. CHEN X G,CAI M,DAI N. A DOB based disturbance suppression method for airborne photoelectric stabilized platform[ J]. Electronics Optics & Control, 2020, 27(1) ：98-101.
（°）/s下降至0.07 （°）/s,且对于不同频率扰动的隔离度均有明显提升。
关键词：Stribeck摩擦；经典PID控制；光电稳定平台；DOB观测器；隔离度
中图分类号：TN391
文献标志码：A
doi： 10.3969/j. issn. 1671 -637X. 2020.01.020
A DOB Based Disturbance Suppression Method for Airborne Photoelectric Stabilized Platform
Key words: Stribeck friction ； classical PID control ； photoelectric stabilized platform ； DOB ； isolation
0引言
在机载光电对抗过程中，为保证清晰成像及精确 打击，光电稳定平台在工作时间段需要隔离耦合在瞄 准线上的外部扰动以实现视轴精准指向。但由于载机 自身姿态变化、载体轴系摩擦力矩及负载质量不平衡 等因素存在，容易影响平台视轴的稳定精度，进而影响 系统的成像质量⑴。
目前，平台的外部扰动中，摩擦扰动对系统性能的
收稿日期：2019-01-03
修回日期：2019-11-07
作者简介:陈晓刚（1979 —）,男，江苏启东人，硕士,高工,研究方向
为航空电子技术。
影响最为明显。针对摩擦扰动，学者们提出众多的 扰动建模方法，如经典的库伦摩擦、黏性摩擦模型、Dahl 模型、Kamop 模型、LuGre 模型、Leirven 模型 Stribeck 模 型等⑵。其中,Stribeck模型的传递函数能很好地描述 摩擦非线性特性，目前在国内外工程中应用较为广泛。