[发明专利]光电跟踪转台的反步滑模控制方法

权利要求书

1.一种光电跟踪转台的反步滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立光电跟踪转台的动力学模型；

S2、依据所述光电跟踪转台的动力学模型，建立用于控制转轴的反步滑模控制器；

S21、建立每个转轴的动力学方程；

S22、依据Stribeck摩擦模型，建立每个转轴的摩擦力矩方程；

S23、结合摩擦力矩方程和所述转轴的动力学方程，设计每个转轴的反步滑模控制器；

S3、将转轴的反步滑模控制器嵌入光电跟踪转台的控制系统，用于对转轴进行驱动控制。

2.如权利要求1所述的光电跟踪转台的反步滑模控制方法，其特征在于，转轴包括方位轴和俯仰轴。

3.如权利要求2所述的光电跟踪转台的反步滑模控制方法，其特征在于，设计所述方位轴或所述俯仰轴的反步滑模控制器的具体过程如下：

S231、简化所述方位轴或所述俯仰轴的动力学方程为：

其中，x₁表示角位置θ，x₂表示角速度ω，b＝C_m/J，u表示电流给定值，即控制量，δ(t)＝(F_f+F_d)/J，F_f表示摩擦力矩，单位为N·m；F_d表示其他扰动力矩，单位为N·m，J为转动惯量；

S232、量化角位置的跟踪误差e₁，建立第一李雅普诺夫函数V₁取时间的微分，得到下式：

其中，A₁为任意正数，得到此时控制系统为稳定态；

S233、量化角速度的跟踪误差e₂和滑模面s的曲面方程，建立第二李雅普诺夫函数V₂取时间的微分，得到下式：

其中，表示角度输入的二阶导数，K_s表示增益，K_s为正数；

S234、设计所述方位轴或所述俯仰轴的反步滑模控制律为：

其中，sgn(s)表示符号函数，即确定参数正负号的函数，F_max表示受到的最大干扰力矩，Q表示增益，为正数；

将u带入得到下式：

其中，取Q为正数，F_max||δ(t)||，则有此时控制系统为稳定态。

4.如权利要求3所述的光电跟踪转台的反步滑模控制方法，其特征在于，为抑制反步滑模控制器抖振，将所述符号函数sgn(s)替换为饱和函数如下：

其中，σ表示一个正数。