基于粒子群算法的三轴跟瞄装置跟踪策略研究第30卷第9期仪器仪表学报Vol.30No.92009年9月ChineseJournalofScientificInstrumentSep.2009基于粒子群算法的三轴跟瞄装置跟踪策略研究张人兴，贾建援，张爱梅，郭永献(两安电子科技人学机电T程学院两安710071)摘要：三轴跟瞄装置可以解决方位俯仰两轴跟瞄装置存在的盲区问题，能够实现全方位跟踪空间H标。然而三轴跟瞄装置测量值与空间位置多对一的特性决定了跟踪策略的多样性和系统引导的复杂性，传统的切换控制方法制约了三轴跟瞄装置跟瞄精度的进一步提高。通过详细分析三轴跟瞄装置运动过程，在给定当前位置角、探测器误差角的条件下，将求解三轴执行角增量的计算方法转化为求最优值问题。采用粒子群算法求得了不同初始条件下满足H标要求的角增量组合，分析比较了三轴跟瞄装置和方位俯仰两轴跟瞄装置跟瞄性能的差异，结果验证了三轴跟瞄装置运动过程分析方法以及用粒子群算法求解角增量组合的有效性。关键词：粒子群算法；三轴；跟瞄装置中图分类号:TP18文献标识码：A国家标准学科分类代码:510.802Investigationontrackingstrategyofthree-axistackingequipmentbasedonparticleswarmoptirnizationZhangDaxing,JiaJianyuan,ZhangAiinei,GuoYongxian(SchoolofMechano-ElectronicEngineering,XidianUniversity,Xizan710071,China)Abstract：Three-axistrackingequipment,cansolvetheproblemofblindregionexistinginazimuth-elevationtrackingequipment.Anditcantrackthetargetinwhole-space.However,therelationshipbetweenmeasurementvalueandspacepositionismany-to~one,whichleadstothevarietyofthetrackingstrategyandthecomplexityofthepilotsystem・Existingswitchingstrategyrestrictstheimprovementoftrackingprecisionofthree-axistrackingequipment.Ifthecurrentanglesandthedetectingerrorsareknown,thesolutionoftheangleincrementcanbetransformedintoaprob1emofoptimizationbasedonthemovementanalysisofthree-axistrackingequipment.Andtheangleincrementunderdifferentinitialconditionscanbesolvedusingparticleswarmoptimization.Thedifferencebetweenthree-axistrackingequipmentandazimulh-e1evationtrackingequipmentisanalyzed.Theva-1idityofthistrackingstraitegyandaneilyticmethodisvalidatedbySimulationresulIs.Keywords：particleswarmoptimization;three-axis;trackingequipment采用俯仰和横倾两轴跟踪策略。系统虽然是三轴跟踪架1引言三轴跟踪架结构的跟瞄装置由于存在一个兀余的自由度，可以解决两轴结构跟瞄装置存在的盲区问题，实现全方位跟踪空间日标。然而三轴跟瞄装置测量值与空间位置多对一的特性决定了跟踪策略的多样性和系统引导的复杂性。传统的跟踪策略是依靠切换方法：在方位俯仰两轴跟瞄装置的跟踪盲区之外，采川方位俯仰两轴跟踪策略；在方位俯仰两轴跟瞄装置的跟踪盲区之内，收稿H期：2008-09ReceivedDate：2008-09装置结构，但在跟踪过程中仍然釆用两轴形式的跟踪策略。这样虽然简化了跟踪控制方法，但是存在的不可避免的切换问题是制约跟瞄粘度的主要因索z—。要想实现全空间连续的跟踪日标，必须硏究三轴无切换的跟踪策略[1-2].木文详细分析了三轴跟瞄装置的运动过程，在给定当前位置角、探测器谋差角的条件下，将求解三轴执行角增量的计算方法转化为求最优值问题。采川粒子群算1842仪器仪表学报第30卷法求得了不同初始条件下满足日标要求的旳增量组合，分析比较了三轴跟瞄装置和方位俯仰两轴跟瞄装置跟瞄性能的差异，结果验证了三轴跟瞄装置运动过程分析方法以及用粒子群算法求解角增量组合的有效性。仿真结果表明，三轴跟踪架结构可以实现全空间、无切换的跟瞄运动，能够解决方位俯仰两轴跟踪架结构存在的盲区问题。2粒子群优化算法简介粒子群优化算法(particleswarmoptimization,PSO)是Kennedy和Ebothart于1995年提出的一•种全局优化进化算法，其思想來源于对鸟群捕食行为的研究[3]oPSO同遗传算法类似，是一种基于叠代的优化工具，但是并没有遗传算法用的交叉以及变异，而是粒子...