基于MIT的伺服转台系统自适应控制
吕政轩;刘云清
【摘要】伺服转台作为一个高精度的位置随动系统，提高其对高速目标的跟踪精
度已经成为研究伺服转台的重要课题。针对这一问题，采用模型参考自适应控制的
方法对伺服转台进行控制，基于MIT理论计算得到自适应控制律，完成控制系统
的总体设计，最后使用Matlab/Simulink仿真软件对控制系统的性能进行仿真验
证。结果表明，基于MIT理论设计的自适应控制系统结构简单，易于实现，且能
够有效的提高伺服转台控制系统跟踪精度。%Currently,thespeedofmoving
objectismoreandmorefast.Asahigh-accuracypositionservosystem,it
hasbecomeanimportantprojectthatimprovingthetrackingaccuracyof
high-speedobject.Tosolvethisproblem,con-trollingtheservotablebythe
wayofmodelreferenceadaptivecontrol.Andcalculatingbasedonthe
principleofMITtoobtaintheadaptivecontrollawbasedontheprinciple
ofMIT.Atlast,theperformanceofthecontrolsystemwasvalidatedby
usingMatlab/Simulinksimulatesoftware.Adaptivecontrolsystembased
onMITissimple,easilyachiev-ableandcanbeapplyingtocommon
controlsystem.
【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(039)003
【总页数】6页(P50-55)
【关键词】伺服转台系统;模型参考自适应控制;MIT
【作者】吕政轩;刘云清
【作者单位】长春理工大学电子信息工程学院，长春130022;长春理工大学电子
信息工程学院，长春130022
【正文语种】中文
【中图分类】TP273.2
随着科技的发展，运动物体的运动速度、加速度已经有了明显的提升，因此对伺服
转台控制系统的跟踪精度要求也日益提高。在非线性时变高速运动目标的跟踪领域，
传统的控制方法很难达到理想的效果［1］。
本文针对两轴四框架伺服转台控制系统进行模型参考自适应控制系统设计，伺服转
台控制系统模型基于速度环与位置环的双闭环理论建立，由于速度环与位置环的设
计方法大体相同，故在文中以速度环的设计为例。文中采用MIT自适应控制，这
种自适应控制方法是由麻省理工学院科研人员首次提出，并使用局部参数最优化的
方法设计出了第一个真正意义上的自适应控制律。在计算得到系统数学模型的基础
上，根据MIT方法得到自适应控制律，完成整个控制系统的设计。最后在
Matlab/Simulink软件环境下，搭建控制系统的仿真框图，并通过仿真实验对所
设计系统的控制效果进行验证。通过对比和分析，确定控制器对系统控制精度的提
升效果。
伺服转台控制系统的主要用途是在航空航天领域中，搭载如CCD相机、摄像机等
光学设备，它的工作过程是当给定一个系统输入时，伺服转台会连续地根据当前的
误差来调整方位轴和俯仰轴，以确保运动目标不会脱离跟踪视野。图1所示即为
伺服转台控制系统的双闭环结构框图［2］。
如图1所示，θi为系统输入即目标当前位置，ω是伺服转台的角速度和θo是系
统的实际输出即伺服转台的角位置，角位置是角速度的积分，所以二者以积分环节
链接，Δθ为角度误差。现代转台伺服系统大多采用位置环加速度环的双环控制模
式，位置环主要用于保证伺服转台系统的精度，速度环系统主要作用是提高系统的
刚度来抑制系统的非线性及外部扰动本文中对速度环采用模型参考自适应控制，位
置环只需在速度环的基础上加入一个积分环节即可，控制方法同理，不再赘述。
2.1模型参考自适应控制原理
模型参考自适应控制（ModelReferenceAdaptingControl，后面简称为
MRAC）是智能控制的一个分支，主要用于非线性系统的控制。模型参