Controle de rejeição ativa do espelho de direção rápida baseado em algoritmo de libélula melhorado

FENG Jian-xin ,  

WANG Ya-lei ,  

WANG Qiang ,  

XU Biao ,  

摘要

Para melhorar a precisão de rastreamento e a capacidade de resistência a interferências do sistema de pontaria fotoelétrica no espelho de direção rápida (Fast Steering Mirror, FSM) de armas a laser espaciais, foi estabelecido um sistema de controle em malha fechada para FSM baseado em um controlador melhorado de rejeição ativa de perturbações (Improved Active Disturbance Rejection Control, IADRC), e estudado o método de ajuste dos parâmetros do IADRC no sistema. Devido à baixa eficiência do método de tentativa e erro e à tendência dos algoritmos tradicionais de otimização em ficarem presos em ótimos locais, este artigo aplica o algoritmo de libélula para o ajuste dos parâmetros do IADRC, aprimorando os métodos de ajuste dos fatores de inércia, formação de fila e agregação do algoritmo de libélula, além de introduzir uma estratégia de eliminação dos últimos colocados na fase inicial e uma estratégia gananciosa na fase posterior, para fortalecer ainda mais a capacidade de busca global e o desenvolvimento local do algoritmo. Finalmente, considerando as vibrações da plataforma do satélite, o FSM foi controlado respectivamente usando o IADRC baseado no algoritmo de libélula melhorado antes e depois, o IADRC baseado no algoritmo de otimização por enxame de partículas, o IADRC baseado no algoritmo genético, o IADRC baseado no método de tentativa e erro e o controlador PID. Os resultados experimentais mostram que, ao rastrear um sinal senoidal de alta frequência, o valor da raiz quadrada do erro quadrático médio do rastreamento do FSM controlado pelo IADRC baseado no algoritmo de libélula melhorado foi de 7,596 μrad, melhorando significativamente a precisão do rastreamento em comparação com os outros cinco controladores, atendendo basicamente aos requisitos de precisão de rastreamento do FSM no campo das armas a laser.

关键词

contra-eletrônica fotoelétrica;armas a laser;espelho de direção rápida;rejeição ativa melhorada;algoritmo de libélula;otimização de parâmetros

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