CN104697524A - 一种尖峰自适应稳定控制平台 - Google Patents

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李焕梅
周璇
吴长安
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Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/18—Stabilised platforms, e.g. by gyroscope

Abstract

本发明涉及一种尖峰自适应稳定控制平台。一种尖峰自适应稳定控制算法指在PID算法中利用加速度计给定的加速度负反馈来补偿实际摇摆环境下的尖峰值，根据速度门限值及稳定平台相对于地心位置进行切换条件，超过速度门限值则用速度闭环，低于门限值且位置不为零则用加速度闭环。此算法有效地克服了摇摆过程中速度曲线接近零时的尖峰效应，更全面提高了稳定精度。此算法已通过了国军标各种环境实验，并应用到实际项目舰载稳定平台产品中。

Description

一种尖峰自适应稳定控制平台
技术领域
本发明涉及一种稳定平台，特别适合舰载自主稳定平台使用。
背景技术
用于舰船或车载稳定平台的反馈器件目前主流是陀螺，自动控制算法可以用速度闭环即可达到自稳定。然而做舰船电子设备环境试验摇摆试验过程中，尤其在海况比较严酷的情况下，当速度曲线过零时稳定平台会超调，观察到的稳定精度值较大，隔离效果不太好，即所谓的尖峰效应，显然以往只用陀螺速度闭环无法克服此尖峰效应。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种尖峰自适应稳定控制平台，它可以有效地解决尖峰效应。
本发明解决现有技术问题所采取的技术方案是：在稳定平台上不但要有陀螺，而且要添加倾角传感器及加速度计，将倾角传感器及加速度计放在稳定平台基座上，以便载体摇摆时倾角传感器及加速度计能及时敏感到倾斜角度及加速度，控制系统实时采集所有敏感元器件反馈的值，在PID算法中利用加速度计给定的加速度负反馈来补偿尖峰值，根据速度门限值及当前轴心相对于地心位置进行切换条件，超过速度门限值则用速度闭环，低于门限值且位置不为零则用加速度闭环。
本发明应用于大负载舰载稳定平台上，通过了摇摆实验四级海况最严酷情况(横摇：周期8秒，横摇角13°；纵摇：周期5秒，纵摇角3°，稳定精度：8mrad)，稳定性与可靠性，有效地解决了高稳定精度的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1为本发明示意图。
具体实施方式
因两轴稳定包括方位稳定和俯仰稳定，二者稳定原理相同，只是在具体PID参数调整上不同而已。
如图1所示为单轴稳定原理图。本发明包括：
位置闭环1：不管平台底座有无运动，位置闭环传入参数始终为零与倾角传感器的角度差值，当载体产生位置运动后，会通过耦合带动平台底座一起运动。此时倾角传感器敏感到平台有相对于大地的倾斜角度，传给控制器，控制器经过功率放大器驱动力矩电机，产生相反方向的扭矩，带动平台恢复自稳定；
速度闭环2：不管平台底座有无运动，速度闭环传入参数始终为零速度与陀螺的角速度差值，当载体产生运动，随之也会产生速度，通过耦合到平台底座上。此时陀螺敏感到平台有相对于地心的倾斜角速度，传给控制器，控制器经过功率放大器驱动力矩电机，产生相反方向的扭矩，带动平台恢复自稳定；
和加速度闭环3：作为速度闭环的一个替补，是指控制器实时查看位置与速度反馈，当发现位置反馈不为零且速度反馈接近零时，便将加速度计反馈的加速度值经过变换作为加速度闭环的输入参数，用来克服摇摆过程中速度曲线接近零附近的尖峰效应。

Claims (1)

1.一种尖峰自适应稳定控制算法，其特征在于：包括：
位置闭环(1)：不管平台底座有无运动，位置闭环传入参数始终为零与倾角传感器的角度差值，当载体产生位置运动后，会通过耦合带动平台底座一起运动，此时倾角传感器敏感到平台有相对于大地的倾斜角度，传给控制器，控制器经过功率放大器驱动力矩电机，产生相反方向的扭矩，带动平台恢复自稳定；
速度闭环(2)：不管平台底座有无运动，速度闭环传入参数始终为零速度与陀螺的角速度差值，当载体产生运动，随之也会产生速度，通过耦合到平台底座上，此时陀螺敏感到平台有相对于地心的倾斜角速度，传给控制器，控制器经过功率放大器驱动力矩电机，产生相反方向的扭矩，带动平台恢复自稳定；
加速度闭环(3)：作为速度闭环的一个替补，是指控制器实时查看位置与速度反馈，当发现位置反馈不为零且速度反馈接近零时，便将加速度计反馈的加速度值经过变换作为加速度闭环的输入参数，用来克服摇摆过程中速度曲线接近零附近的尖峰效应。
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