陀螺稳定平台广泛应用于精确制导武器、机载光电侦查设备、坦克火控瞄准系统、车载卫星通信设备等领域，其主要作用是隔离载体扰动，使负载(如各类探测装置、天线、炮塔等)在惯性空间保持稳定?。目前陀螺稳定平台控制大多基于传统的频域设计理论，一般采用典型的双闭环(速度环+位置环)或三环结构(电流环+速度环+位置环)结构，通过各闭环系统校正，实现对平台的控制。但陀螺稳定平台受摩擦力矩、载体扰动力矩、质量不平衡力矩等未知非线性扰动的影响，经典控制难以对系统中的各种非线性因素进行有效的抑制，如何保证稳定平台对姿态扰动信号的有效隔离，减小探测装置的抖动，一直是困扰工程技术人员的难点。

近几年，神经网络J、H控制以及模糊控制等先进控制方法已经逐渐应用于陀螺稳定平台的控制中，通过理论分析证明了这些先进控制方法能抑制平台中非线性干扰力矩的影响，但算法不够完善，可靠性和实时性均存在一定程度的不足，真正在实际系统中得到应用的尚不多见。

本文提出了一种基于扰动补偿的单神经元自适应PI控制策略，单神经元结构简单，利用其自学习、自组织能力，根据被控对象的变化情况对控制器的权值进行在线调整；而扰动观测器(DOB)不需要对干扰信号建立准确的数学模型，在观测干扰信号时避免了大量的数学计算，能够很好地满足实时性需要J。最后在测试转台上对陀螺稳定平台进行了相关测试实验，实验结果表明了该算法具有很高的实时性，能有效提高系统控制品质与抗干扰性能，具有工程实际意义。

系统数学模型

电流环设计

图2是电流环控制框图，电流环集成在电机功率放大器内，从稳态要求上看，希望实际电流跟踪指令电流无静差，从动态性能上看，希望实际电流超调小、响应快，以跟踪性能为主。电流环采用PI控制器，经过校正后的电流环可以提高电机响应时间、拓展频率带宽，抑制由电网电压波动造成的不利影响，通过在电流环设置电流最大值，可以实现对电机的自动保护。

速度环控制器设计

在速度环控制中，通常采用传统的PI控制器。PI控制具有结构简单，控制算法易实现等优点，但固定参数的PI控制器无法解决快速性和稳态性能之间的矛盾；另外，PI控制是根据误差进行调整的控制策略，不能对陀螺稳定平台运行中的未知非线性干扰进行快速隔离。对此，速度环采用了基于扰动观测器的单神经元自适应PI控制器，其模型结构方框图如图3所示。从图3可以看出，整个控制系统主要由两个部分组成，分别为一个单神经元自适应PI控制器和一个扰动观测器。其设计的基本思路是：首先设计扰动观测器，把实际系统输出与参考模型输出的差异作为一个等效的干扰，DOB估计出这个等效干扰，并将其作为一个补偿信号前馈到控制输人端，以消除干扰对系统性能的影响；在此基础上，设计单神经元自适应PI控制器做为反馈控制器，可以根据运行过程自适应调整参数，从而大大提高系统的控制能力和抗干扰能力。扰动观测器设计

环，没有前馈作用，因而不会由于加入扰动观测器而引人测量噪声。一般地，系统的噪声是高频的，所以因扰动观测器而引入的噪声对系统控制性能影响不会特别严重。