高精度な姿勢制御は、狭小空間内で光電探査任務を実施する球面光電イメージングプラットフォームの鍵となります。しかし、多自由度の強い結合と摂動問題は、システムの定常性能と画像品質を著しく低下させます。この問題に対処するため、本論文ではこの種のプラットフォームに対するデカップリング階層制御法を提案します。まず、球面光電イメージングプラットフォームの多変量結合動力学モデルを構築し、プラットフォームの高速および低速時間スケールに基づいて多変量結合動力学モデルを高速サブシステムと低速サブシステムに分解します。その上で階層制御法を提案し、高速サブシステムでは適応滑りモード補助摂動オブザーバを設計し、低速サブシステムではPID制御を用いて定常調整を行い、摂動条件下でのプラットフォーム姿勢安定制御を実現します。最後に、同一運転条件および統一調整原則のもとで、提案手法を摂動オブザーバや滑りモード制御などの手法と比較実験により検証します。実験結果は、振幅および方向が変化する摂動条件下で、提案するデカップリング階層制御法が球面光電イメージングプラットフォームの最大横揺れ角偏差を48.74%以上低減し、収束時間を36.06%以上短縮し、摂動強度の変化に対して良好な適応性を示すことを明らかにしています。提案するデカップリング階層制御法は、複雑な摂動下で球面光電イメージングプラットフォームの高精度姿勢制御を実現し、非構造化環境における安定した画像維持のための技術的支援を提供します。

動力学モデリング;摂動オブザーバ;滑りモード制御;高速および低速サブシステム;摂動抑制