一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法及其装置，属于光电跟踪系统目标跟踪控制领域，针对在光电跟踪系统中传统Smith预估器控制方法只能通过分离时滞来提升系统的控制性能，无法直接对时滞进行补偿而导致跟踪精度提升有限的问题，该方法在传统Smith预估器分离时滞并提取出过去时刻目标轨迹的基础上，采用最小二乘算法对目标轨迹进行预测外推，获取当前时刻目标轨迹，直接补偿信号时滞，以进一步提高光电跟踪系统跟踪能力，该方法是对控制算法进行优化，在不额外增加传感器的情况下，充分应用系统信息，提升系统的性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法及其装置


[0001]本专利技术属于光电跟踪系统目标跟踪控制领域，具体涉及一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法及其装置。

技术介绍

[0002]在光电跟踪系统中，控制模块基于CCD图像传感器提取的视轴偏差值来计算相应的控制量以驱动机架旋转，完成对机动目标的跟踪。为了得到清晰的图像，通常需要较长的处理时间，导致了系统的采样率较低并伴有不可忽略的时滞。时滞会限制系统的跟踪带宽，造成控制性能的退化，从而影响了视轴跟踪精度。为了补偿时滞对控制性能的影响，一种广泛应用在工业控制领域的被称作Smith预估器的时滞补偿方法被引进到光电跟踪控制领域当中，Smith预估器通过使用不含时滞的模型输出进行提前反馈，近似把时滞从闭环中分离出来，以降低时滞对系统稳定性的影响，进而通过提升增益来提升系统控制性能。文献《Improved Smith predictor control for fast steering mirror system》(Iop Conference Series:Earth&Env本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法，其特征在于，所述控制方法运用最小二乘算法，对中间信号r预测外推，估计当前时刻的目标轨迹，补偿信号时滞。2.根据权利要求1所述的一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：在快反镜光电跟踪平台上安装光纤陀螺，在跟踪设备上安装CCD图像传感器；通过频率响应测试仪获取平台的高精度速度对象模型在获取到速度被控对象模型的基础上，设计速度控制器C
v
，实现速度闭环；在CCD位置外环设计位置控制器C
p
，实现位置闭环，建立速度和位置双闭环控制；在位置环构建经典Smith预估器结构：在位置控制器处加入负反馈积分环节1/s，构建快速位置环；将CCD脱靶量与速度给定信号经位置对象模型的输出叠加得到中间信号r，作为快速位置环的输入；在经典Smith预估器的快速位置环结构前增加最小二乘预测环节，运用最小二乘算法，对中间信号r预测外推，估计当前时刻的目标轨迹，作为快速位置环的输入。3.根据权利要求2所述的一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法，其特征在于，所述速度控制器C
v
采用零极点对象方法设计，以使补偿后的开环对象成为1型系统。4.根据权利要求3所述的一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法，其特征在于，所述1型系统的传递函数为：其中，K
v
为控制器增益，为自然振荡频率，ξ为阻尼系数，T1为惯性时间常数。5.根据权利要求2所述的一种基于最小二乘的Smith预估器控制方法，其特征在于，所述位置对象模型的传递函数为：为其中τ
m

【专利技术属性】
技术研发人员：罗勇，郭珊珊，赵雨萱，贺伟，赵兴强，丁宇，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：