光电稳定平台广泛应用于光电侦察装置、精确制导武器以及先进火控系统等诸多领域,是实现在动载体下对目标快速捕获、跟踪与定位的关键部件,其性能直接影响武器装备的侦察能力与打击精度。随着武器装备的不断发展,对光电稳定平台提出了越来越高的精度和轻量化要求。摩擦已成为影响轻量化稳定平台性能提升的主要制约因素。针对这一现状,论文围绕光电稳定平台中对摩擦干扰的抑制问题,分别从工作机理、稳定平台参数辨识、预静摩擦特性建模、辨识与补偿控制这几个方面开展了深入的研究。论文的主要研究工作为:1.研究了光电稳定平台结构组成和工作原理,建立了伺服机构各组成部分数学模型,基于伺服机构的动力学方程,对平台机电参数及摩擦因素对控制性能的影响进行了理论和仿真研究,结果表明:系统的惯量及力矩系数决定了系统低频特性及转折频率,通过电流闭环控制能有效抑制电枢电阻、电感及反电动势波动对系统特性的影响;摩擦对伺服性能的影响与系统运动状态直接相关,减小静摩擦、静摩擦与库伦摩擦的差值以及提高Stribeck速度阈值都有助于改善控制性能、抑制极限环现象。2.针对频域辨识方法在摩擦干扰下存在的不足,分析了摩擦对速度响应的影响机理,理论推导了相频特性中相位随摩擦增大而超前的原因。基于平台驱动机构动力学方程,提出了通过构造电流激励信号,将复杂多参数估计问题转化为对多个简单参数模型的优化问题,并利用多层坐标搜索算法进行寻优的时域辨识方法。该方法利用系统现有控制回路及反馈测量信号,在有限行程内实现了对机电系统的电枢电阻、电感、力矩系数、惯量、阻尼、库伦摩擦等参数的准确估计。3.针对Prestiction态摩擦行为难以应用传统摩擦模型进行描述的现状,提出了基于预滑动、宏观滑动及Prestiction态的预静摩擦模型。对Prestiction态摩擦行为在几类典型摩擦负载中的一致性进行了实验研究。基于耗散系统理论证明了Lu Gre模型不能刻画Prestiction态摩擦的变化过程。提出了以Lu Gre模型为基础并加入Prestiction态过程的新摩擦模型。通过与Lu Gre模型的仿真对比,验证了所提模型对Prestiction态摩擦行为描述的有效性。4.针对预静摩擦模型的参数辨识问题,提出了将预静摩擦模型参数分解成静态Stribeck模型参数、动态摩擦参数及Prestiction态参数分步进行估计的辨识策略。针对Stribeck模型在描述按正斜率特性变化粘滞摩擦的局限,提出了一种能刻画正、负斜率特性粘滞摩擦的改进Stribeck模型,为动态摩擦参数的辨识奠定了基础。仿真分析了速度回路基于摩擦力-速度、驱动力-速度估计动态摩擦参数的结果,验证了应用低速闭环条件下驱动力与速度辨识动态摩擦参数的有效性。然后,根据Prestiction态的速度响应特性实现了对Prestiction态参数的估计。通过对多种摩擦条件进行测试,实验验证了所提参数辨识方法的有效性。5.针对摩擦对平台的稳定精度的不利影响,研究了在稳定平台控制回路中进行摩擦补偿控制的问题。设计了基于预静摩擦模型的非线性摩擦补偿器,有效提高了伺服系统低速段的性能。提出了一种干扰抑制器+扰动观测器的控制方法,通过干扰抑制器补偿因模型失配对扰动观测器的影响,提高了控制系统的鲁棒性能及扰动抑制能力。最后,在不同摩擦条件下,在陀螺稳定控制回路中对所提摩擦补偿算法进行了实验验证。结果表明:基于预静摩擦模型的扰动抑制性能优于基于传统摩擦模型的补偿;干扰抑制器+扰动观测器的补偿策略能有效抑制扰动及负载变化对控制性能的影响,提高了平台的稳定精度。