| ABSTRACT | 第5-6页 |
| Contents | 第7-11页 |
| List of Figures | 第11-17页 |
| List of Tables | 第17-19页 |
| Chapter 1:Introduction | 第19-33页 |
| 1.1 General | 第19-20页 |
| 1.2 Applications of the ISPs | 第20-22页 |
| 1.2.1 Hubble Scope Telescope | 第20页 |
| 1.2.2 Unmanned Vehicles Platforms | 第20-21页 |
| 1.2.3 Electro-Optical(EO)Tracking System | 第21-22页 |
| 1.3 Typical LOS Control Configuration | 第22-24页 |
| 1.3.1 Direct Line of Sight Stabilization(Platform Stabilization) | 第22-23页 |
| 1.3.2 Indirect Line of Sight Stabilization(Steering Stabilization) | 第23-24页 |
| 1.4 ISP Components | 第24-27页 |
| 1.4.1 Gyros | 第24-25页 |
| 1.4.2 Motors and Actuators | 第25-26页 |
| 1.4.3 Relative-Motion Transducers | 第26-27页 |
| 1.4.4 Bearings and Suspension | 第27页 |
| 1.5 Review of the Previous Work | 第27-31页 |
| 1.6 Evaluation of the Present Work | 第31-33页 |
| Chapter 2:Control System Theory | 第33-51页 |
| 2.1 Introduction | 第33页 |
| 2.2 Error Signal Analysis and System Sensitivity | 第33-35页 |
| 2.3 Disturbance Rejection and Measurement Noise Attenuation | 第35页 |
| 2.4 PID Control | 第35-37页 |
| 2.5 State Variable Control | 第37-40页 |
| 2.5.1 Controllability | 第37页 |
| 2.5.2 Observability | 第37-38页 |
| 2.5.3 Full State Feedback Control Design | 第38页 |
| 2.5.4 Observer Design | 第38-39页 |
| 2.5.5 Integrated Full State Feedback and Observer | 第39-40页 |
| 2.6 Fuzzy Control | 第40-49页 |
| 2.6.1 Inputs and Outputs of Fuzzy Controller | 第41-42页 |
| 2.6.2 Rule Base | 第42-44页 |
| 2.6.3 Fuzzification | 第44页 |
| 2.6.4 Inference Mechanism | 第44-46页 |
| 2.6.5 Defuzzification | 第46-47页 |
| 2.6.6 Graphical Representation of Fuzzy Controller Operation | 第47-49页 |
| 2.7 Summery | 第49-51页 |
| Chapter 3:Mathematical Model | 第51-69页 |
| 3.1 Introduction | 第51页 |
| 3.2 System Description | 第51-52页 |
| 3.3 Coordinate System Definitions | 第52页 |
| 3.4 Euler Angles | 第52-55页 |
| 3.5 System Kinematics | 第55-57页 |
| 3.6 System Dynamics | 第57-59页 |
| 3.7 Dynamic Analysis for the Inner Gimbal | 第59-61页 |
| 3.8 Dynamic Analysis for the Outer Gimbal | 第61-62页 |
| 3.9 DC Motor Torque | 第62-63页 |
| 3.10 System Differential Equation | 第63-64页 |
| 3.11 State Space Representation | 第64-66页 |
| 3.12 Transfer Function | 第66-67页 |
| 3.13 Summery | 第67-69页 |
| Chapter 4:Platform Controller Design | 第69-89页 |
| 4.1 Control Goal | 第69页 |
| 4.2 Control Strategy | 第69-70页 |
| 4.3 Control System Configuration | 第70页 |
| 4.4 Robust PI Controller Design for Inner (Stabilization) Loop | 第70-74页 |
| 4.5 Non-Linear Fuzzy PI (NLFPI) Controller Design | 第74-81页 |
| 4.5.1 Equivalent Linear Fuzzy PI (LFPI) Controller Design | 第75-78页 |
| 4.5.2 Scaling Factors Determination | 第78-79页 |
| 4.5.3 Making the Fuzzy Controller Non Linear | 第79-81页 |
| 4.6 Outer (Position) Loop Control | 第81-84页 |
| 4.6.1 PDD~2 Controller Design | 第82-84页 |
| 4.7 Full State Feedback Controller | 第84-87页 |
| 4.7.1 Pole Placement Method | 第84-85页 |
| 4.7.2 Optimal LQR Control Method | 第85-86页 |
| 4.7.3 Adding a Reference Input | 第86-87页 |
| 4.8 Summery | 第87-89页 |
| Chapter 5:Simulation Results | 第89-117页 |
| 5.1 System Parameters | 第89-90页 |
| 5.2 Required Specifications | 第90页 |
| 5.3 Robust PI Controller for Stabilization Loop | 第90-95页 |
| 5.3.1 Performance of Disturbance Rejection and Noise Attenuation | 第93-94页 |
| 5.3.2 Robustness Analysis | 第94-95页 |
| 5.4 Non Linear Fuzzy PI(NLFPI)Controller for Stabilization Loop | 第95-99页 |
| 5.4.1 Performance of Disturbance Rejection and Noise Attenuation | 第97-98页 |
| 5.4.2 Robustness Analysis | 第98-99页 |
| 5.5 PDD~2 Controller for Position Loop | 第99-104页 |
| 5.5.1 Parameter Tuning | 第100-102页 |
| 5.5.2 Robustness Analysis | 第102-104页 |
| 5.6 Full State Feedback Controller using Pole Placement Method | 第104-109页 |
| 5.6.1 Performance of Disturbance Rejection and Noise Attenuation | 第107-108页 |
| 5.6.2 Robustness Analysis | 第108-109页 |
| 5.7 LQR Controller | 第109-114页 |
| 5.7.1 Performance of Disturbance Rejection and Noise Attenuation | 第111-113页 |
| 5.7.2 Robustness Analysis | 第113-114页 |
| 5.8 Response Comparative Analysis | 第114-117页 |
| Chapter 6:Experimental Results | 第117-141页 |
| 6.1 Introduction | 第117-118页 |
| 6.2 Mathematical Modeling | 第118页 |
| 6.3 Controller Design | 第118-125页 |
| 6.3.1 PID Controller | 第119-120页 |
| 6.3.2 Non-linear Fuzzy PID Controller | 第120-122页 |
| 6.3.3 Full State Feedback Controller Using Pole Placement Method | 第122-124页 |
| 6.3.4 LQR Controller | 第124-125页 |
| 6.4 Experimental Setup | 第125页 |
| 6.5 Experimental Results | 第125-139页 |
| 6.5.1 PID Controller | 第125-129页 |
| 6.5.2 NLFPID Controller | 第129-132页 |
| 6.5.3 Full State Feedback Controller using Pole Placement Method | 第132-136页 |
| 6.5.4 LQR Controller | 第136-139页 |
| 6.6 Comparative Analysis | 第139-141页 |
| Chapter 7:Conclusions and Recommendations | 第141-143页 |
| 7.1 General Conclusions | 第141-142页 |
| 7.2 Contributions of This Work | 第142页 |
| 7.3 Recommendations for Future Work | 第142-143页 |
| Acknowledgment | 第143-145页 |
| References | 第145-151页 |
| Appendix A | 第151-157页 |
| Appendix B | 第157-161页 |
| Appendix C | 第161-163页 |
| List of Publications | 第163页 |
