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光電跟蹤系統擾動觀測理論與實踐

作者：毛耀//鄧久強|責編:周涵//郭學雯
出版社：科學
ISBN：9787030835352

出版日期：2025/11/01
裝幀：平裝
頁數：248

人民幣：RMB 138 元售價：元

內容大鋼

本書聚焦于光電跟蹤系統在複雜擾動環境下的擾動抑制和視軸穩定，系統地開展了擾動觀測方法的創新設計與實驗驗證。全書共7章，內容涵蓋光電跟蹤系統的發展背景、擾動因素分析、數學建模、多種擾動觀測與補償方法的提出及驗證。書中詳細介紹了基於不同控制策略的擾動觀測器設計，包括虛擬多閉環控制、正向模型擾動觀測器、部分補償式擾動觀測器、全補償式擾動觀測器等，顯著提升了系統的擾動抑制能力。此外，還探討了基於擴張狀態觀測器的多種改進方法，如相位超前補償、自適應反步控制、基於跟蹤誤差的觀測器結構以及二次擴張狀態觀測器，有效地解決了相位滯后、殘餘擾動等問題。針對窄帶、大幅值周期性擾動問題，書中提出了改進型重複控制器、誤差觀測器及自適應窄帶擾動觀測器，顯著提升了特定頻率擾動的抑制效果。最後，結合串級自抗擾控制、模糊擴張狀態觀測器和分數階控制理論，提出了多種混合抗擾策略，有效地改善了系統的抗擾能力和穩定裕度。
本書適合從事光電跟蹤系統研究、設計與應用的科研人員、工程師以及相關專業的研究生閱讀。對於希望深入了解光電跟蹤系統擾動觀測與控制技術的讀者，本書提供了豐富的理論基礎和實踐指導，具有較高的參考價值。

作者介紹

毛耀//鄧久強|責編:周涵//郭學雯

序言
前言
第1章  緒論
  1.1  光電跟蹤系統擾動觀測研究背景及意義
    1.1.1  光電跟蹤系統國內外發展及應用
    1.1.2  光電跟蹤系統擾動觀測研究意義
  1.2  光電跟蹤系統中影響平台慣性穩定因素的概述
    1.2.1  外部擾動特徵分佈
    1.2.2  被動機械隔振特性
    1.2.3  主動穩定控制方法
  1.3  光電跟蹤系統擾動抑制研究現狀
    1.3.1  光電跟蹤系統基於反饋閉環控制的擾動抑制研究現狀
    1.3.2  光電跟蹤系統擾動觀測研究現狀
  1.4  光電跟蹤系統擾動觀測挑戰
  1.5  本書體系結構
第2章  基礎理論知識
  2.1  傳遞函數
  2.2  狀態空間方程
  2.3  傳遞函數和狀態空間方程轉換
    2.3.1  傳遞函數到狀態空間方程
    2.3.2  狀態空間方程到傳遞函數
  2.4  光電跟蹤系統的數學模型
    2.4.1  理論建模法
    2.4.2  實驗辨識法
  2.5  擾動觀測理論
    2.5.1  擾動觀測器基礎
    2.5.2  擴張狀態觀測器基礎
  2.6  穩定性理論
    2.6.1  Lyapunov穩定性判據
    2.6.2  小增益定理
  2.7  多迴路閉環控制系統
  2.8  本章小結
第3章  光電跟蹤系統擾動測量和擾動觀測器策略
  3.1  基於擾動測量前饋的虛擬多閉環控制
    3.1.1  問題描述
    3.1.2  感測器融合濾波
    3.1.3  控制設計
    3.1.4  性能分析
    3.1.5  模擬與實驗驗證
  3.2  基於加速度測量的正向模型擾動觀測器
    3.2.1  問題描述
    3.2.2  控制設計
    3.2.3  性能分析
    3.2.4  魯棒性分析
    3.2.5  模擬與實驗驗證
  3.3  基於慣性穩定的部分補償式擾動觀測器
    3.3.1  問題描述
    3.3.2  控制設計
    3.3.3  穩定性約束
    3.3.4  性能分析

    3.3.5  模擬與實驗驗證
  3.4  基於慣性穩定的全補償式擾動觀測器
    3.4.1  問題描述
    3.4.2  控制設計
    3.4.3  穩定性約束
    3.4.4  性能分析
    3.4.5  模擬與實驗驗證
  3.5  本章小結
第4章  光電跟蹤系統擴張狀態擾動觀測與補償策略
  4.1  基於模型構造擴張狀態的虛擬雙閉環反饋控制
    4.1.1  問題描述
    4.1.2  控制設計
    4.1.3  模擬與實驗驗證
  4.2  基於擾動壓縮的二次擴張狀態觀測器方法
    4.2.1  問題描述
    4.2.2  控制設計
    4.2.3  穩定性約束
    4.2.4  性能分析
    4.2.5  模擬與實驗驗證
  4.3  基於改進反步策略的多通道相位補償自抗擾控制
    4.3.1  問題描述
    4.3.2  控制設計
    4.3.3  穩定性分析
    4.3.4  模擬與實驗驗證
  4.4  基於跟蹤脫靶量的擴張狀態擾動觀測方法
    4.4.1  問題描述
    4.4.2  控制設計
    4.4.3  穩定性約束
    4.4.4  模擬驗證
  4.5  本章小結
第5章  光電跟蹤系統窄帶擾動抑制策略
  5.1  基於諧波擾動抑制的改進型重複控制
    5.1.1  問題描述
    5.1.2  控制設計
    5.1.3  性能分析
    5.1.4  魯棒性分析
    5.1.5  實驗驗證
  5.2  基於改進型重複控制的誤差觀測器
    5.2.1  問題描述
    5.2.2  控制設計
    5.2.3  穩定性約束
    5.2.4  性能分析與模擬
    5.2.5  實驗驗證
  5.3  自適應窄帶擾動觀測器
    5.3.1  問題描述
    5.3.2  控制設計
    5.3.3  性能分析
    5.3.4  魯棒性分析
    5.3.5  模擬與實驗驗證
  5.4  本章小結

第6章  複合擾動和分數階擾動抑制策略
  6.1  基於部分補償式擾動觀測器的串級自抗擾控制方法
    6.1.1  問題描述
    6.1.2  控制設計
    6.1.3  穩定性約束
    6.1.4  性能分析
    6.1.5  模擬與實驗分析
  6.2  基於模糊系統的擴張狀態觀測器控制方法
    6.2.1  問題描述
    6.2.2  控制設計
    6.2.3  穩定性約束
    6.2.4  模擬與實驗分析
  6.3  基於分數階控制的擾動抑制方法
    6.3.1  問題描述
    6.3.2  分數階微積分的數學定義
    6.3.3  分數階系統的穩定性定理
    6.3.4  控制設計
    6.3.5  模擬與實驗分析
  6.4  本章小結
第7章  總結與展望
  7.1  總結
  7.2  展望
    7.2.1  光電跟蹤系統中抗擾技術的應用展望
    7.2.2  新技術的引入與新的控制框架
參考文獻

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