陀螺穩定平臺廣泛應用于精確制導武器、機載光電偵查設備、坦克火控瞄準系統、車載衛星通信設備等領域，其主要作用是隔離載體擾動，使負載(如各類探測裝置、天線、炮塔等)在慣性空間保持穩定?。目前陀螺穩定平臺控制大多基于傳統的頻域設計理論，一般采用典型的雙閉環(速度環+位置環)或三環結構(電流環+速度環+位置環)結構，通過各閉環系統校正，實現對平臺的控制。但陀螺穩定平臺受摩擦力矩、載體擾動力矩、質量不平衡力矩等未知非線性擾動的影響，經典控制難以對系統中的各種非線性因素進行有效的抑制，如何保證穩定平臺對姿態擾動信號的有效隔離，減小探測裝置的抖動，一直是困擾工程技術人員的難點。

近幾年，神經網絡J、H控制以及模糊控制等先進控制方法已經逐漸應用于陀螺穩定平臺的控制中，通過理論分析證明了這些先進控制方法能抑制平臺中非線性干擾力矩的影響，但算法不夠完善，可靠性和實時性均存在一定程度的不足，真正在實際系統中得到應用的尚不多見。

本文提出了一種基于擾動補償的單神經元自適應PI控制策略，單神經元結構簡單，利用其自學習、自組織能力，根據被控對象的變化情況對控制器的權值進行在線調整；而擾動觀測器(DOB)不需要對干擾信號建立準確的數學模型，在觀測干擾信號時避免了大量的數學計算，能夠很好地滿足實時性需要J。最后在測試轉臺上對陀螺穩定平臺進行了相關測試實驗，實驗結果表明了該算法具有很高的實時性，能有效提高系統控制品質與抗干擾性能，具有工程實際意義。

系統數學模型

電流環設計

圖2是電流環控制框圖，電流環集成在電機功率放大器內，從穩態要求上看，希望實際電流跟蹤指令電流無靜差，從動態性能上看，希望實際電流超調小、響應快，以跟蹤性能為主。電流環采用PI控制器，經過校正后的電流環可以提高電機響應時間、拓展頻率帶寬，抑制由電網電壓波動造成的不利影響，通過在電流環設置電流最大值，可以實現對電機的自動保護。

速度環控制器設計

在速度環控制中，通常采用傳統的PI控制器。PI控制具有結構簡單，控制算法易實現等優點，但固定參數的PI控制器無法解決快速性和穩態性能之間的矛盾；另外，PI控制是根據誤差進行調整的控制策略，不能對陀螺穩定平臺運行中的未知非線性干擾進行快速隔離。對此，速度環采用了基于擾動觀測器的單神經元自適應PI控制器，其模型結構方框圖如圖3所示。從圖3可以看出，整個控制系統主要由兩個部分組成，分別為一個單神經元自適應PI控制器和一個擾動觀測器。其設計的基本思路是：首先設計擾動觀測器，把實際系統輸出與參考模型輸出的差異作為一個等效的干擾，DOB估計出這個等效干擾，并將其作為一個補償信號前饋到控制輸人端，以消除干擾對系統性能的影響；在此基礎上，設計單神經元自適應PI控制器做為反饋控制器，可以根據運行過程自適應調整參數，從而大大提高系統的控制能力和抗干擾能力。擾動觀測器設計

環，沒有前饋作用，因而不會由于加入擾動觀測器而引人測量噪聲。一般地，系統的噪聲是高頻的，所以因擾動觀測器而引入的噪聲對系統控制性能影響不會特別嚴重。