[发明专利]一种舰载光电跟踪平台控制方法

权利要求书

1.一种舰载光电跟踪平台控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：构建舰载光电跟踪平台的控制对象模型，所述控制对象模型为位置环控制对象的传递函数G(s)：

其中，s为拉普拉斯算法，T为系统总的等效时间常数；

S2：考虑舰载光电跟踪平台模型的外部扰动，建立含有扰动w的系统状态空间方程：

其中，x₁为目标位置状态；x₂为速度状态；u为控制量；b为系统不确定量；w为等效外部扰动；

S3：令f＝-x₂/T+bu+w，选取扩张状态变量x＝[x₁,x₂,f]^T，建立舰载光电跟踪平台的扩张状态空间方程：

其中，C＝[1 0 0]；b₀＝1/T；

S4：建立如下扰动观测器：

其中，为观测器估计输出；z为观测器估计状态；L＝[β₁,β₂,β₃]^T为观测器参数矩阵，β₁,β₂,β₃为观测器的初始参数；

得到位置估计值z₁(s)、速度估计值z₂(s)、扩张状态估计值z₃(s)；

S5：设计基于分数阶PD控制的状态误差反馈控制律：

u₀(s)＝K_p[θ(s)-z₁(s)]-K_dD^μz₂(s)

其中，θ(s)为输入指令，D^μ为阶次为μ的微积分算子；K_p、K_d为控制器的初始参数；

S6：将观测器和控制器的初始参数分别与观测器带宽ω₀及控制器带宽ω_c相关联，采用优化算法对观测参数和控制参数进行在线实时优化。

2.根据权利要求1所述的舰载光电跟踪平台控制方法，其特征在于，步骤S6中，采用粒子群算法对观测参数和控制参数进行在线实时优化。

3.根据权利要求2所述的舰载光电跟踪平台控制方法，其特征在于，步骤S6具体包括如下内容：

定义粒子群优化算法的粒子为p＝{β₁,β₂,β₃,K_p,K_d}，对应粒子群为P＝{p(1),p(2),…,p(N)}，其中N为粒子群数；每个粒子的位置x和速度v更新公式为：

其中，v(i)和x(i)为当前粒子速度及位置，v(i+1)和x(i+1)为更新粒子速度及位置，rand(0,1)为0到1的随机数，c₁和c₂分别为个体和全局加速常数，p_best和g_best分别为个体和全局优化值；粒子群优化算法根据初始参数，迭代计算每个粒子的适应度，并比较个体和局优化值，更新粒子位置和速度，直至达到最大迭代数。

4.根据权利要求3所述的舰载光电跟踪平台控制方法，其特征在于，步骤S6中，设置观测器的初始参数为β₁＝3ω_o，β₂＝3ω_o²，β₃＝ω_o³。

5.根据权利要求3所述的舰载光电跟踪平台控制方法，其特征在于，步骤S6中，设置控制器的初始参数为K_d＝2ω_c。