双目标跟踪的三维信息非线性变结构控制.docx

第24卷第1期2016年1月

光学精密工程

OpticsandPrecisionEngineering

Vol.24No.1Jan.2016

文章编号1004-924X(2016)01-0187-08

双目标跟踪的三维信息非线性变结构控制

李焱1*,张恩东2,周俊鹏

(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033;

2.长春工业大学电气与电子工程学院，吉林长春130012)

摘要：采用传统的单Bang-Bang控制的光电设备进行精定位时，系统放大倍数为无穷大，所以系统不易稳定。本文分析了单Bang-Bang控制的不足，提出了一种变结构最优控制方法。该方法在粗跟踪时用Bang-Bang控制，在进入小偏差范围内切换为线性控制。在线性控制时，根据不同调节器的的不同特点，提出了红外一阶捕获，红外二阶跟踪的策略，并同时给出了Bang-Bang控制和线性控制的切换准则，红外一阶捕获和红外二阶跟踪的切换准则。实验显示，采用提出的方法光电设备的90°双目标定位能力在2.3s左右，比传统方法缩短了近1s,快速性大大提高。另外，利用激光测距机可以给出舷角相差90°的双目标三维信息数据率为0.45Hz,提高了双目标时系统的光电对抗能力。

关键词：双目标跟踪；快速定位；Bang-Bang控制；变结构控制；三维信息

中图分类号：TJ810.37;TP273文献标识码：Adoi:10.3788/OPE0187

Variablestructurecontrolforthree-dimensionalinformationofdoubletargets

LIYan1*,ZHANGEn-dong2,ZHOUJun-peng1

(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysicsChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;

2.SchoolofElectricalandElectronicEngineering,

ChangchunUniversityofTechnology,Changchun130012,China)

*Correspondingauthor,E-mail:liy211@163.com

Abstract:WhentraditionalBang-Bangcontrolinoptoelectronicequipmentisusedinfinepositionofdouble-targets,thesystemisdifficulttobestabilizedbecauseofitsamplifyingcoefficientininfinity.ThispaperanalyzesshortagesoftheBang-Bangcontrol,andproposesakindofvariablestructurecontrol,namelythecoarsetrackingalgorithmbasedontheBang-Bangcontrol.ItusesBang-Bangcontrolinthecoarsetrackingandswitchesitintolinearcontrolinasmalldeviationrange.Inthelinearcontrol,thestrategiesofinfraredfirst-ordercapturingandinfraredsecond-ordertrackingareproposeddependingoncharacteristicsofdifferentregulators,andswitchingguidelinesfortheBang-Bangcontrolan