点 的基 础上 ，通 过 改 进经 典Ｐ Ｉ Ｄ控制 器 固 有缺 陷而 形成 的新 型控制 器 。研究 表 明 ， 自抗扰 控制 器对具
图 中 ，Ｒ 、Ｌ 、ｅ 分 别 为 电 枢 回 路 的 电 阻 （ Ｑ）、 电感 （ Ｈ）和 电机反 电动 势 （ Ｖ） 。 通 过 分析 直 流伺 服 电机 的 等效 电路 ， 电枢 回 路的 电压平 衡方 程 为 ：
当 负 载 转 矩 为 零 ， 同 时 忽 略 电机 的摩 擦 转 矩 和铁 心损 耗 后 ， 电动 机 的 电磁 转 矩 全 部 用 来加 速
转子 ，则 ：
１ Ｊ —
Ｑ
ｄ ｔ
过 ＭＡＴ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 对 系统在 传统 Ｐ Ｉ Ｄ控 制和 自抗
＾
。
＝ ＋ Ｌ ａ ＝ ； ＋
“ ｆ
有非 线性 、大惯 性 、不确 定性 、强 干扰 、大 时滞 和 强耦合 等特性 的被控 对象具 有较好 的控制 品 。 本 文 将 自抗 扰 控 制 算 法 应 用 到 机 载 光 电 吊舱
系统 中 ， 将 所 有影 响 因 素 归 结 为一 个 总扰 动 进 行 在 线 观 测和 补偿 ，以期 进一 步 提高 伺 服精 度 。通
ｌ
匐 似
机 载光 电吊舱 自抗扰控制算法研究
Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ － ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａｌ ｐ ｏ ｄ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｃ ｅ ｒ ｅ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ
陈 璐 ，胡东方，商建东
ＣＨＥＮ Ｌ ｕ 。 ＨＵ Ｄｏ ｎ ｇ ． ｆ ａ ｎ ｇ ， ＳＨＡＮＧ Ｊ ｉ ａｎ － ｄ ｏｎ ｇ
Hale Waihona Puke （ 河南科技大学 机 电工程学院 ，洛阳 ４ ７ １ ０ ０ ３ ） 摘 要 ：针对机载光 电吊舱工作环境不稳定 、参数的 时变性 以及系统的非线性等 问题 ，结合 自抗扰控制 原理 ，研究 了机 载光 电吊舱控制 系统的数 学模型及 自抗扰离散控 制算法 ，对机载光 电吊舱自
第３ ５ 卷
第９ 期 ２ ０ １ ３ — ０ ９ （ 上） 【 １ ５ 】
为 电机转 矩 系数 （ Ｎ・ ｍ ／ Ａ ）， 电机 的电动 势 系 数 （ Ｖ・ ｓ ／ ｒ ａ ｄ ） ；本 文所 选用 电机 参数 如表 １ 所示 。
基金项 目：河南科技大学重大前期预研项 目（ ２ ０ １ １ Ｃ Ｘ ０ １ ６ ） 作者简介：陈璐 （ １ ９ ８ ９一），女 ，河南洛 阳人 ，在读硕士 ，研究方 向为智能测试技术及仪 器。
机 相 比 ，具 有 调 速 范 围 宽 、高 精 度 、高 效 率 、 响
以使 飞 机 所 具 备 的功 能 越 来 越 多 ，如 空 中救 灾 指 挥 、数 字 化 城 市 、 国防 侦 察 等 。 由于 机 载 光 电 吊
舱 在 空 中执 行 任 务 时 受 风 阻 力 、机 械 振 动 、负 载 扰动 等 多种 因素影 响ｕ ，这 些随 机性 因素及 非 线性 因素 导 致 机 载 吊舱 的模 型 难 以精 确 建 立 ， 因此 采 用 传 统 的控 制 算 法 不 易 达 到 其 控 制 性 能 指 标 。然 而 ，作 为 宇航 领 域 的一 个 关 键 技 术 ，提 高 机 载 光 电 吊舱 控 制精 度 具 有很 大 的军事 和 经济 价值 。 目
以上 公 式 中，
（ ｋ ｇ ・ ｍ ），
为 电动 机 轴 上 的 总 转 动惯 量
１ 机载 光 电吊舱 控制 系统模型分析
本 文 所 研 究 的 吊舱 控 制 系统 选 用 直 流 伺 服 电
收 稿 日 期 ：２ ０ １ ３ － ０ ６ －１ ２
为电动机电磁转矩 （ Ｎ・ ｍ） ， Ｋｔ
扰 控 制 上 的 响 应快 慢 以 及 抵 抗扰 动 能 力方 面 进 行 了仿 真 实 验 。结 果 表 明 ， 自抗 扰 控 制 器 具 有 更 好 的控制 效 果 ，更适 应于 机载 光 电 吊舱 系统 。
此时 可 以得 到 直流 伺服 电机 的传递 函数 ：
Ｇ（ ） ＝ Ｋ ｔ
应 迅 速 等 优 点 ，其 能将 直 流 电能 转 换 为 机 械 能 ， 从 而完 成各种 运 动 。等效 电路 如 图１ 所示。
Ｒ Ｌ口
图 １ 直 流 伺 服 电机 等 效 电路
前 所 设 计 的控制 器 多 采用 传统 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 算法 ，控制
器 参 数 要 实 时 调 整 ，控 制 系统抗 干 扰 能 力 一般 ， 很 难满 足 机 载 吊舱 高 空作 业 的性 能 要 求 。 自抗 扰 控 制 器 是 在继 承经 典Ｐ Ｉ Ｄ控 制器 不 依 赖于 对 象模 型优
Ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ９ （Ｉ － ） ． ０ ４
０ 引言
随 着机 载 吊舱 技 术 的 不 断 发 展 ， 加 装 吊舱 可
机 实 现 方 位 和 俯 仰 运动 ， 直 流伺 服 电机 与 其 他 电
抗扰控 制器进行 了方案设 计 ，经仿 真分析 并与传统控 制算法进 行比较 ，该 系统对外 部扰动的 多变性和参数的不确定性具有很强 的适应性和抗扰性 能 ，控制 性能可靠。 关键词 ：机载光 电吊舱 ；数学模型 ；自抗扰控 制器 ；仿 真分 析
中图分类号 ：Ｔ Ｐ２ ７ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ （ 上） 一０ ０ １ ５ －０ ４