[发明专利]一种光电跟踪器视轴稳定回路的模糊控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模糊控制方法，尤其是涉及一种光电跟踪器视轴稳定回路的模糊控制方法。

背景技术

光电跟踪器能隔离载体(导弹、飞机、战车、舰船)扰动，通过图像探测设备实时测量光电跟踪器视轴与动目标之间的脱靶量，驱动光电跟踪器朝脱靶量减小的方向转动，以此实现对机动目标的跟踪。要精确测量脱靶量，保持光电跟踪器视轴稳定是前提，因此设计品质良好的视轴稳定回路显得尤为重要。

光电跟踪器视轴稳定回路采用陀螺稳定平台结构，其中控制器、电机驱动器、电机、负载平台依次连接构成稳定回路的前向通路，陀螺感应输出的角速率信号后以及经过数字滤波器一起构成反馈回路，目前，光电跟踪器视轴稳定回路通常采用模糊控制方法，其控制器采用二维模糊控制结构，包含两个输入端和一个输出端，两个输入端的输入信号与误差信号e和误差变化率信号ec一一对应，输出端的输出信号为控制信号，模糊控制结构主要由两个量化因子、一个比例因子以及作为主体部分的模糊推理结构构成，其中，量化因子负责将模糊控制器实际输入信号映射到论域。比例因子将模糊控制器输出论域值映射为实际输出值。模糊推理结构则需要设定输入输出信号的论域、隶属度函数以及模糊控制规则。

现有的光电跟踪器视轴稳定回路的模糊控制方法通常包括以下步骤：

1.首先将两个量化因子、比例因子、输入输出论域及其隶属度函数、模糊控制规则以及解模糊化方法存储到控制器中，构建得到模糊控制器；

2.开启光电跟踪器视轴稳定回路，向光电跟踪器视轴稳定回路中依次输入给定的一系列角速率值，每次输入的角速率值与光电跟踪器视轴稳定回路反馈回来的角速率值输出值相减得到误差信号e，误差信号前向差分得到误差变化率信号ec；

3.将e和ec输入模糊控制器，分别与各自的量化因子相乘，映射到各自的论域，对e和ec两个输入论域模糊子集及其隶属度函数按照设定的模糊控制规则进行max-min映射，得到输出信号的模糊表达，然后将其解模糊化，通过比例因子放大即得到模糊控制器的输出，输出值驱动后续执行机构实现对光电跟踪器跟踪速度的控制。

现有的光电跟踪器视轴稳定回路的模糊控制方法具有简单、动态响应快、不依赖受控对象精确数学模型等优点，但是也存在以下问题：

一、模糊控制本质上是插值器,插值机理表明有限的模糊控制规则不具有完备性，进而影响控制精度，除此之外模糊控制还缺少积分调节，其控制存在着固有静差，基于以上两点，光电跟踪器视轴稳定回路采用模糊控制会造成稳定精度不够高；

二、模糊控制须经过对输入变量进行模糊化、模糊推理以及解模糊化之后才能输出控制量，考虑实际应用于光电跟踪器视轴稳定回路时，这一过程将耗费较大计算量，不利于控制系统的实时性；

三、模糊控制在确定了控制规则以及隶属度函数之后，其控制结构就已经确定，而当光电跟踪器视轴稳定回路工作在强非线性因素以及随机干扰作用下时，传统模糊控制不具备自适应功能，视轴稳定回路控制器相关特征参数不能随变，这就造成当控制器输入变化剧烈时视轴稳定回路对输入信号的跟踪效果下降，无法有效抵抗突发干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光电跟踪器视轴稳定回路的模糊控制方法，该模糊控制方法能提高光电跟踪器视轴稳定精度和控制实时性，并且能提高光电跟踪器视轴稳定回路在干扰作用下的快速动态响应能力。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种光电跟踪器视轴稳定回路的模糊控制方法,包括以下步骤

①.构建初始模糊控制器：

①-1.构建初始模糊控制器的二维查找表，包括以下步骤

a.将光电跟踪器视轴稳定回路中控制器的两个输入信号分别记为e和ec，输出信号记为u，将e的论域记为E，ec的论域记为EC，u的论域记为U，将E、EC和U都划分为七个连续的模糊集合，分别是代表负大的NB、代表负中的NM、代表负小的NS、代表零的ZO、代表正小的PS、代表正中的PM和代表正大的PB，所有模糊集合都采用三角形隶属度函数，两个量化因子都取1，采用的模糊控制规则如下表所示，

表1.控制规则集

采用的隶属度函数如下：其中X分别代表论域E、EC以及U；