Anti-Windup变结构自适应PID控制在航空相机位角控制系统的应用  

Application of Anti-Windup variable structure adaptive PID control to position angle control system of aerial camera

作　　者：付金宝[1,2,3] 丁亚林[1,3] 李清军[3] 刘明[1,3] 

机构地区：[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室,吉林长春130033 [2]中国科学院大学,北京100039 [3]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033

出　　处：《光学精密工程》2014年第3期626-632,共7页Optics and Precision Engineering

基　　金：国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2007AA701203)

摘　　要：航空相机位角控制系统在大给定行程条件下易出现积分Windup现象,从而影响系统的动态性能。为了提高位角控制系统在大给定输入条件下的动态响应性能,提出采用基于Anti-Windup的变结构自适应抗饱和PID控制法来设计位角控制系统。采用主副串级双回路的位置控制策略,在速度内环采用了基于Anti-Windup的变结构自适应PID控制的补偿环节,并采用基于实数编码遗传算法的PID整定方法对速度内环PID初始参数进行整定,参数选取最优指标时对超调采取惩罚功能,使位角控制系统在大给定行程输入下仍能达到比较满意的性能。实验表明:采用基于AntiWindup的变结构自适应PID控制的控制策略,避免了位角反射镜在检焦结束后的回位阶段进入饱和状态,使回位调整时间缩小了35.7%,提高了检焦结束后大行程回位的速度。The integral Windup phenomenon from a position angle control system in the aviation camera is more likely to happen when a big travel is given, which will affect the dynamic performance of the camera. To improve the dynamic response performance of the position-angle control system on this ters of speed inner loop, and the optimal index of parameter selection used punishment function to e- liminate the overshoot. As mentioned above, the position- angle control system is able to achieve sat- isfactory performance in a large position given. Experiments show that the control strategy based on the Anti-Windup variable structure adaptive PID control avoids the position angle mirror coming into a saturation in the back stage after auto-focusing, increases the adjust time of back stage by 35.7% and improves the return performance of the position angle mirror.

关 键 词：航空相机 变结构 抗饱和 检焦 位角控制系统 自适应控制 

分 类 号：TP273[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] V447.3[自动化与计算机技术—控制科学与工程]