一種運動平臺光電跟蹤系統(tǒng)二級穩(wěn)定擾動解耦方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種運動平臺光電跟蹤系統(tǒng)二級穩(wěn)定擾動解耦方法，主要用于解耦跟蹤機架陀螺信息中的跟蹤信號和擾動信號，估計出機架粗穩(wěn)定剩余擾動量，利用跟蹤鏡抑制解耦出來的擾動，構(gòu)成二級穩(wěn)定，實現(xiàn)高精度視軸穩(wěn)定。具體涉及到利用內(nèi)模原理來解耦擾動。跟蹤機架用陀螺反饋閉環(huán)構(gòu)成粗穩(wěn)定，整個粗穩(wěn)定回路的模型記為將目標(biāo)角速度同時作為機架粗穩(wěn)定回路的輸入和其模型的輸入，二者輸出之差df(s)就是粗穩(wěn)定的殘余擾動量。將解耦出來的df(s)前饋控制到跟蹤鏡就構(gòu)成了二級穩(wěn)定。跟蹤機架采用陀螺閉環(huán)反饋不僅能實現(xiàn)粗穩(wěn)定，同時可以減小由機架特性變化對的影響，從而保證擾動解耦的精度。本發(fā)明簡單有效，工程實現(xiàn)容易。
【專利說明】一種運動平臺光電跟蹤系統(tǒng)二級穩(wěn)定擾動解耦方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于慣性穩(wěn)定控制領(lǐng)域，具體涉及一種運動平臺光電跟蹤系統(tǒng)二級穩(wěn)定擾 動解耦方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 運動載體上的光電系統(tǒng)視軸會受到載體擾動的影響，因此，必須建立穩(wěn)定控制分 系統(tǒng)，隔離載體擾動，使系統(tǒng)視軸不受擾動的影響。目前常用的慣性穩(wěn)定控制方案是在跟蹤 機架上安裝慣性速率傳感器，機架采用慣性速率傳感器反饋閉環(huán)。但是由于機架慣性大， 機架速度穩(wěn)定回路帶寬低，擾動抑制能力有限；而高精度的慣性傳感器體積大、重量大、成 本高，不便于安裝在快反鏡上。因此，利用機架慣性傳感器本身的擾動信息前饋控制到快 反鏡，構(gòu)成二級穩(wěn)定是一種有效的方法。對于跟蹤系統(tǒng)來說，機架慣性傳感器會包含跟蹤 信息和擾動信息，如何從機架慣性傳感器信息中解耦得到粗穩(wěn)定剩余擾動是二級穩(wěn)定的關(guān) 鍵。一種常用的二級穩(wěn)定擾動解耦方法是采用高通濾波法，此種方法的優(yōu)點是簡單，但是會 造成濾波后剩下的擾動信號低頻部分相位超前，從而使得二級穩(wěn)定有效的擾動抑制頻段很 窄。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運動平臺光電跟蹤 系統(tǒng)二級穩(wěn)定擾動解耦方法，用于解耦機架慣性傳感器中粗穩(wěn)定剩余擾動信息，將解算得 到的擾動前饋到快反鏡構(gòu)成二級穩(wěn)定，以獲得高精度的視軸穩(wěn)定結(jié)果。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題提供的技術(shù)方案為：一種運動平臺光電跟蹤系統(tǒng)二級穩(wěn) 定擾動解耦方法，該方法的步驟如下：
[0005] 步驟（1)、在跟蹤機架方位軸和俯仰軸上分別安裝角速率陀螺A、角速率陀螺E，分 別敏感機架方位軸和俯仰軸角速度。機架方位軸和俯仰軸分別采用陀螺A、E反饋閉環(huán)，構(gòu) 成粗穩(wěn)定回路。粗穩(wěn)定回路的閉環(huán)特性為

【權(quán)利要求】
1. 一種運動平臺光電跟蹤系統(tǒng)二級穩(wěn)定擾動解耦方法，其特征在于實現(xiàn)步驟如下： 步驟（1)、在跟蹤機架方位軸和俯仰軸上分別安裝角速率陀螺A、角速率陀螺E，分別敏 感機架方位軸和俯仰軸角速度，機架方位軸和俯仰軸分別采用角速率陀螺A、角速率陀螺E 反饋閉環(huán)，構(gòu)成粗穩(wěn)定回路，粗穩(wěn)定回路的閉環(huán)特性為：
其中=G1(S)為粗穩(wěn)定回路閉環(huán)特性A1(S)為粗穩(wěn)定回路控制器^(ShAP(S)為真實機架 速度特性T1(S)為機架速度特性模型；AP(S)為機架速度特性模型誤差；
步驟（2)、建立粗穩(wěn)定回路模型;；，、 '將目標(biāo)角速度作為機 G丨⑷ 架粗穩(wěn)定回路的輸入，同時送給機架粗穩(wěn)定回路模型將二者輸出相減得到df(S)，
其中：df(S)為粗穩(wěn)定剩余擾動角速度；COrat(S)為真實機架輸出角速度； 為機架粗穩(wěn)定回路模型輸出角速度；為機架粗穩(wěn)定回路模型；R(S)為機架 粗穩(wěn)定回路輸入信號；d(s)為外部擾動。由于將跟蹤機架陀螺閉環(huán)整體特性當(dāng) 作擾動解耦的被控對象，減小了機架自身特性變化對擾動解耦精度的影響，即：
;一般設(shè)計 C1 (s)P1 (s)的值比較大，則G1⑴,因此df(s)就代表了機架粗穩(wěn)定剩余擾 動量； 步驟（3)、將解耦出來的粗穩(wěn)定剩余擾動df(s)積分并前饋到跟蹤鏡位置回 路，就構(gòu)成二級穩(wěn)定，采用該擾動解耦方法構(gòu)成的二級穩(wěn)定全系統(tǒng)擾動抑制能力為：
即運動平臺光電跟蹤系統(tǒng)全系統(tǒng)的擾動抑制能力 為粗穩(wěn)定擾動抑制加精穩(wěn)定擾動抑制能力，其中，1
為快反鏡位 置回路閉環(huán)特性；Y(S)為系統(tǒng)視軸位置輸出；d(s)為外部擾動角速度；Wvel (s) =C1(S) (P1GKAP(S)) ;C3為二級穩(wěn)定擾動前饋控制器；C2 (s)為快反鏡位置回路控制器；P2 (s)為 快反鏡位置特性。
【文檔編號】G06F19/00GK104266663SQ201410507745
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】夏運霞, 包啟亮, 吳瓊雁, 劉子棟, 劉翔, 向春生 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所