快速周扫探测系统扫描平台的高精度稳定控制

摘要

快速周扫探测系统是一种利用高速摆动的反扫装置实现单视场场景凝视补偿成像的新型全景光电系统。对该系统的快速扫描原理进行了详细介绍,指出扫描平台的高精度稳定控制是快速周扫探测系统设计与实现的关键。根据扫描平台的控制机理建立了水平向与垂直向的惯性稳定平台数学模型,采用分数阶PID(proportion integration differentiation)控制器对扫描平台进行控制,分析并验证了基于分数阶PID控制算法对扫描平台的控制性能。实验结果表明:与传统PID控制器相比,采用分数阶PID控制器的扫描平台具有无超调和抗扰动性能更强的优点,水平向稳定精度由0.005 82°(1σ)提升至0.001 26°(1σ),垂直向稳定精度由0.003 66°(1σ)提升至0.001 62°(1σ),能保证给出的快速周扫探测系统获得清晰稳定的全景图像。