基于刚体模型的光电伺服系统最优控制方法

来源：计算机测量与控制杂志2024年第6期北京时间：

作者：卓佳文,史守峡

单位：北京遥感设备研究所

摘要：在现阶段的导弹武器系统中,控制系统大都采用经典PID控制器,但随着控制性能要求的不断提升,PID控制器在追求响应快速的同时难以兼得跟踪过程平稳。针对工程中遇到的以上问题,提出设计最优控制器,采用线性二次型调节器(LQR)求解最优控制律。通过仿真可以看到,最优控制器跟踪阶跃信号无静差,调节时间为0.034s,上升过程平稳无超调；跟踪斜坡信号和正弦信号时,跟踪误差远小于,滞后时长仅为毫秒量级。最优控制器系统能够实现快速跟踪阶跃、斜坡和正弦输入信号,且具有较好的跟踪性能。与经典PID控制器相比,该方法具有更高的控制精度、更好的控制性能和稳定性,能够解决PID控制器在工程中遇到的快速性和平稳性难以兼得的难题。

关键词：光电导引头;伺服系统;最优控制;线性二次型调节器;刚体模型