O controle de atitude de alta precisão é fundamental para a plataforma de imagem fotoelétrica esférica realizar tarefas de detecção fotoelétrica em espaços confinados. No entanto, problemas de forte acoplamento multidimensional e perturbações reduzem significativamente o desempenho estacionário do sistema e a qualidade da imagem. Para lidar com esse problema, este artigo propõe um método de controle hierárquico desacoplado para esse tipo de plataforma. Primeiramente, é estabelecido um modelo dinâmico multivariável acoplado da plataforma de imagem fotoelétrica esférica, baseado nas escalas de tempo rápidas e lentas da plataforma, decompondo o modelo dinâmico multivariável em um subsistema rápido e um subsistema lento; em seguida, com base nisso, é proposto um método de controle hierárquico, projetando um observador de perturbações assistido por controle deslizante adaptativo no subsistema rápido e usando controle PID no subsistema lento para regulação em regime permanente, a fim de alcançar controle estável da atitude da plataforma sob condições de perturbação. Por fim, sob as mesmas condições operacionais e princípios unificados de ajuste, o método proposto é validado experimentalmente em comparação com métodos de observador de perturbações e controle deslizante. Os resultados experimentais mostram que, sob condições de perturbação com variação de amplitude e direção, o método de controle hierárquico desacoplado proposto pode reduzir a máxima deflexão do ângulo de rolamento lateral da plataforma de imagem fotoelétrica esférica em mais de 48,74%, encurtar o tempo de convergência em mais de 36,06% e mostrar boa adaptabilidade à variação da intensidade da perturbação. O método de controle hierárquico desacoplado proposto permite que a plataforma de imagem fotoelétrica esférica alcance controle de atitude de alta precisão sob interferências complexas, fornecendo suporte técnico para manter imagens estáveis em ambientes não estruturados.

modelagem dinâmica; observador de perturbações; controle deslizante; subsistemas rápidos e lentos; supressão de perturbações