CN108107934B - 光电吊舱多级稳像/回扫复合控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光电吊舱多级稳像/回扫复合控制系统，由六自由度振动隔离装置(1)、稳像控制装置(2)、稳像回扫装置(3)及光电吊舱组成；其中六自由度振动隔离装置(1)的基座与无人机机架固连，载物台与光电吊舱固连，基座与载物台通过六个隔振单元相连，当基座受到振动干扰时，通过这六个隔振单元的伸缩运动可以削弱传递到光电吊舱的振动；稳像控制装置(2)通过将光电吊舱残余振动的加速度作为反馈产生控制力以进一步抑制光电吊舱的振动；稳像回扫装置(3)则通过测量光电吊舱的姿态角实现稳像回扫一体化控制。本发明可实现光电吊舱的振动隔离/抑制多级稳像控制以及大范围回扫，有效提高光电吊舱的成像精度。
Description
技术领域
本发明属于飞行器的振动控制领域，具体涉及一种光电吊舱多级稳像/回扫复合控制系统，可用于抑制处在振动环境下的光电吊舱所受到的振动干扰，尤其适用于飞行器光电吊舱中光学系统的视轴稳定。
背景技术
图像采集技术是无人侦察机上最常使用的侦查技术，光电吊舱作为无人侦察机的图像采集技术的实现载体，已在无人机上得到广泛应用，其成像精度则直接影响着无人侦察机的任务达成质量。然而在无人机上普遍存在的振动(螺旋桨振动、气动力及结构弹性耦合引起的颤振等)则大大降低了光电吊舱的成像质量和精密载荷的寿命，且飞行过程中受到的风阻力矩、大载荷机动导致的姿态变化都会使吊舱中光学仪器的视轴偏离预期的空间惯性指向，从而使光电吊舱中的光学系统产生抖动，影响成像的清晰度和视觉效果。
为了减弱这些影响，必须使用一套稳定系统，采用视轴稳定技术，将光电吊舱受到的振动干扰削弱，使视轴保持指令要求的惯性空间指向，故设计针对光电吊舱的多级稳像/回扫复合控制系统具有一定的工程现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：通过设计一套多级稳像/回扫复合控制系统，采用视轴稳定技术，将在载机飞行振动环境下的光电吊舱受到的振动干扰削弱，使视轴保持指令要求的惯性空间指向。
本发明采用的技术方案为：一种光电吊舱多级稳像/回扫复合控制系统，由六自由度振动隔离装置、稳像控制装置、稳像回扫装置及光电吊舱组成；其中六自由度振动隔离装置的基座与无人机机架固连，载物台与光电吊舱固连，基座与载物台通过六个隔振单元相连，当基座受到振动干扰时，通过这六个隔振单元的伸缩运动可以削弱传递到光电吊舱的振动；稳像控制装置通过将光电吊舱残余振动的加速度作为反馈产生控制力以进一步抑制光电吊舱的振动；稳像回扫装置则通过测量光电吊舱的姿态角实现稳像回扫一体化控制。六自由度低频振动主被动隔离机械装置，包括载物台、隔振单元和基座；其中：
所述载物台包括固定板、上连接块和关节轴承支座，固定板为六边形扁平结构件，三条长边长度相等，三条短边长度相等，三个上连接块分别固定在固定板中的三条短边位置上，最长边与短边重合，每一个上连接块安装固定两个关节轴承支座；所述基座包括底板、下连接块和关节轴承支座，底板形状与固定板相同，下连接块为直角等腰梯形结构件，三个下连接块分别固定在底板中的三条短边位置上，下连接块中两个等腰平面上分别连接一个关节轴承支座；载物台和基座的每一个关节轴承支座通过铰制孔螺栓和关节轴承分别连接一个隔振单元的动关节轴承接头和定关节轴承接头；所述的隔振单元的被动隔振部分包括T形块、支撑弹簧、直线轴承、第二连接螺钉、二力杆、杠杆和横向弹簧，主动隔振部分包括加速度传感器、电机驱动杆、第一连接螺钉、电机安装筒、线圈、磁铁系统和外部驱动控制系统，机械接口部分包括动关节轴承接头、螺纹连接块、关节轴承和定关节轴承接头；所述T形块顶部设有圆孔、底部设有螺纹孔，左右两端分别与杠杆中心孔连接作为固定铰支，支撑弹簧下端与T形块顶部圆孔的底部接触，上端受动关节轴承接头底部压紧，动关节轴承接头外径与直线轴承径向配合，直线轴承外圈与T形块顶部固定，定关节轴承接头的螺纹端与T形块的底部连接固定，另一端与关节轴承固定；螺纹连接块通过螺纹固定在动关节轴承接头外围，两端分别通过铰链连接一个二力杆，二力杆的另一端通过铰链与一个杠杆的一端连接，杠杆的另一端通过铰链与一个电机驱动杆连接；音圈电机的主要构件包括电机驱动杆、线圈、磁铁系统和横向弹簧，电机驱动杆沿电机轴向运动，在磁铁系统内运动的部分作为线圈支架，外侧面与线圈内侧面贴合固定，底部压紧一个横向弹簧的一端，横向弹簧另一端与磁铁系统的底部接触，音圈电机通过电机安装筒固定在T形块的两侧，电机驱动杆在远离横向弹簧的一端固定有加速度传感器，其信号通过传感器电缆传输到外部驱动控制系统，系统输出信号通过电机安装筒外壁上圆孔传回音圈电机；当装置底部受到振动时，螺纹连接块偏离平衡位置，偏移量依次通过二力杆和杠杆使电机驱动杆产生偏移，横向弹簧产生使螺纹连接块偏离平衡位置的分力，形成负刚度，同时位于电机驱动杆另一端的加速度传感器测到电机驱动杆偏移运动的加速度信号并输出，外部驱动控制系统将加速度作为负反馈积分放大后算得电机力。
其中，所述的关节轴承的型号为SKF GE10C。
其中，所述的支撑弹簧、横向弹簧为YI型；直线轴承的型号为LMF13UU。
其中，所述的加速度传感器的型号为LC0108。
其中，所述的T形块上端有直径23mm的圆孔，下端有M16内螺纹的结构件；
动关节轴承接头和定关节轴承接头是有M16外螺纹、顶部有直径19mm的圆孔的杆件；
螺纹连接块是中间有M16内螺纹，两端开槽的长方体结构件；
杠杆是两端和中间开有铰接孔的杆件；
二力杆为一端开槽，两端有铰接孔的杆件；
电机驱动杆是一端有M5外螺纹，另一端有台阶面，中间有铰接孔且在孔周开有矩形槽的圆柱形杆件；
电机安装筒是顶部孔径小于底部的圆筒形结构件，筒壁上开有圆孔，台阶面上圆周均布4个直径4.5通孔的圆筒形构件；
第一连接螺钉为M6×14的内六角螺钉；
第二连接螺钉为M5×12的内六角螺钉。
基于反作用力的光电吊舱稳像控制装置，包括外壳结构部分，测量元件及作动机构；外壳结构部分包括顶盖、外筒及安装法兰，该外壳结构部分与光电吊舱固连，为作动机构与光电吊舱之间提供稳定连接；测量元件为加速度计，通过测量光电吊舱的振动加速度为ADC控制器提供控制输入；作动机构包括弹簧、作动器动子安装筒、作动器动子及作动器定子，其中作动器动子安装筒与作动器动子组成辅助质量，由ADC控制器输出驱动产生控制力，以抑制光电吊舱的振动。
其中，所述的加速度计为ICP压电式加速度计，其型号为PCB 333B30。
其中，所述的作动机构中的作动器为音圈电机，音圈电机由一个永磁体和一个线圈组成，作动器动子为音圈电机永磁体及作动器定子为音圈电机线圈，其型号为LA14-17-000A。
光电吊舱稳像回扫一体化控制装置，包括：反射镜；由音圈电机线圈与音圈电机永磁体组成的摆动音圈电机；转角反馈部分；由十字形连接件、金属轴、两个T形连接件与两个梯形连接件组成的万向铰链；基座；环形轴套；第一紧固螺钉；第二紧固螺钉；第三紧固螺钉；其中：基座固连光电吊舱，反射镜通过万向铰链与基座相连，音圈电机一端与基座相连，另一端与反射镜相连，转角反馈部分的激光位移传感器与基座相连于驱动部分下方；
所述反射镜包括反射镜面与机械接口，反射镜面用于调整光路，保证光电吊舱内光学仪器在各种工况下的稳相；反射机械接口为两道矩形凹槽，用于与万向铰链部分连接；
所述万向铰链通过梯形连接件与基座相连，通过T形连接件与反射镜背面的机械接口胶合，T形连接件与梯形连接件分别连接到十字形连接件的两轴上，则反射镜可以通过绕万向铰链的两正交轴做扭转运动完成相对于基座的任意方向转动；安装完成后定义万向铰链两正交轴分别为光电吊舱稳像回扫一体化控制装置X轴与Y轴；
所述摆动音圈电机由音圈电机线圈与音圈电机永磁体组成，音圈电机永磁体垂直穿过音圈电机线圈且与音圈电机线圈间保持一定间隙，音圈电机两两一组，每组音圈电机呈对称布置，对称平面垂直于反射镜平面且过反射镜中点，两组音圈电机连线均与X轴夹角22.5°；安装时其音圈电机线圈部分与基座通过螺钉相连，音圈电机永磁体与反射镜胶合；此种结构下，反射镜可以在X轴上获得较音圈电机最大行程更大的偏转角度；
所述转角反馈部分包括四个激光位移传感器，胶装于驱动部分音圈电机永磁体正下方的基座平面上，测量的数据为音圈电机永磁体距激光位移传感器的距离；音圈电机工作时，音圈电机永磁体与基座发生相对运动，由于每组音圈电机以反射镜中心呈对称布置，故激光传感器可以得到两组关于音圈电机转角的差分数据，进而得到反射镜转角数据。
其中，还包括环形轴套与第一紧固螺钉，安装时环形轴套通过第一紧固螺钉紧固于万向铰链的金属轴上，作为金属轴的轴向定位装置。
其中，安装时驱动部分音圈电机摆动中心与装置X轴、Y轴在同一水平面内，以保证音圈电机的驱动转轴与万向铰链一致。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明通过隔抑振协同方案，在隔离了光电吊舱受到的六自由度振动干扰的同时进一步抑制了光电吊舱视轴的残余摆动(振动)，可为光电吊舱在载机飞行条件下的超静超稳工作环境；
(2)本发明在光电吊舱超静超稳条件下通过稳像回扫装置3对光电吊舱进行了进一步的末端视轴稳定，并协同进行回扫控制，使得光电吊舱视轴可达到大范围的稳定指向。
(3)本发明形成了以音圈电机为核心、柔性机构为辅助的多级复合稳像/回扫控制系统，为光电吊舱在载机飞行振动环境下提供了一种由隔离到抑制进一步到末端稳像的稳像/回扫控制方案，兼具了音圈电机快速响应、大行程和柔性机构高精度、高可靠性，以及多级控制的干扰逐级监测并衰减的有点。
附图说明
图1为光电吊舱多级稳像/回扫复合控制系统的示意图；
图2为光电吊舱多级稳像/回扫复合控制系统的原理框图；
图3为六自由度振动隔离装置的轴测图；
图4为六自由度振动隔离装置的主视图；
图5为六自由度振动隔离装置的隔振单元半剖装配图；
图6为稳像控制装置的四分之一剖视图；
图7为稳像控制装置的外观轴测图；
图8为稳像控制装置的半剖装配图；
图9为稳像控制装置的外观俯视图；
图10为稳像回扫装置的轴侧图；
图11为稳像回扫装置的底部螺钉位置示意图；
图12为稳像回扫装置的半剖装配图；
图13为稳像回扫装置的万向铰链机构轴测图；
图14为稳像回扫装置的工作示意图；
图中：
101—载物台 102—隔振单元 103—基座
104—固定板 105—上连接块 106—关节轴承支座
107—下连接块 108—底板 109—动关节轴承接头
110—螺纹连接块 111—杠杆 112—T形块
113—支撑弹簧 114—加速度传感器 115—电机驱动杆
116—横向弹簧 117—第一连接螺钉 118—关节轴承
119—定关节轴承接头 120—电机安装筒 121—线圈
122—磁铁系统 123—直线轴承 124—第二连接螺钉
125—二力杆
201—顶盖 202—外筒 203—安装法兰
204—加速度计 205—弹簧 206—作动器动子安装筒
207—作动器动子 208—作动器定子
301—反射镜 302—音圈电机线圈 303—音圈电机永磁体
304—激光位移传感器 305—十字形连接件 306—金属轴
307—T形连接件 308—梯形连接件 309—基座
310—环形轴套 311—第一紧固螺钉 312—第二紧固螺钉
313—第三紧固螺钉
具体实施方式
下面结合图以及具体实施方式进一步说明本发明。
本发明公开了一种光电吊舱多级稳像/回扫复合控制系统，由六自由度振动隔离装置1、稳像控制装置2、稳像回扫装置3及光电吊舱组成；其中六自由度振动隔离装置1的基座与无人机机架固连，载物台与光电吊舱固连，基座与载物台通过六个隔振单元相连，当基座受到振动干扰时，通过这六个隔振单元的伸缩运动可以削弱传递到光电吊舱的振动；稳像控制装置2通过将光电吊舱残余振动的加速度作为反馈产生控制力以进一步抑制光电吊舱的振动；稳像回扫装置3则通过测量光电吊舱的姿态角实现稳像回扫一体化控制。
如图3、图4所示，本发明六自由度低频振动主被动隔离机械装置，包括载物台101、隔振单元102和基座103。
所述的隔振单元102与载物台101和基座103上的关节轴承支座106相连，载物台101为放置并固定高精密载荷的平台，基座3为连接并固定隔振单元102的基础。
所述载物台101包括固定板104、上连接块105和关节轴承支座106，固定板104为六边形扁平结构件，三条长边长度相等，三条短边长度相等，上连接块105为六边形结构件，三个上连接块105分别通过螺钉固定在固定板104中的三条短边位置上，上连接块105的最长边与固定板104的短边重合，每一个上连接块105连接两个关节轴承支座106，两个互成直角的侧面与关节轴承支座106的相邻直角侧面重合，每个关节轴承支座106通过104个螺钉与上连接块105固定。
所述基座103包括底板108、下连接块107和关节轴承支座106，底板108为六边形扁平结构件，形状与固定板相同，下连接块107为直角等腰梯形结构件，三个下连接块107分别通过螺钉固定在底板108中的三条短边位置上，等腰梯形的底边与六边形的短边重合，下连接块107中两个等腰平面上分别连接一个关节轴承支座106，关节轴承支座106底面形状与等腰平面一致，并通过104个螺钉与下连接块107固定。
载物台101和基座103的每一个关节轴承支座106通过铰制孔螺栓和关节轴承118分别连接一个隔振单元102的动关节轴承接头109和定关节轴承接头119。
所述的隔振单元102如图5所示，包括被动隔振部分、主动隔振部分和机械接口部分。
被动隔振部分包括T形块112、支撑弹簧113、直线轴承123、第二连接螺钉124、二力杆125、杠杆111和横向弹簧116。主动隔振部分包括加速度传感器114、电机驱动杆115、第一连接螺钉117、电机安装筒120、线圈121、磁铁系统122和外部驱动控制系统。机械接口部分包括动关节轴承接头109、螺纹连接块110、关节轴承118和定关节轴承接头119。
T形块112顶部设有圆孔、底部设有螺纹孔，左右两端分别与杠杆中心孔连接作为固定铰支，支撑弹簧113下端与T形块112顶部圆孔的底部接触，上端受动关节轴承接头109底部压紧，动关节轴承接头109外径与直线轴承123径向配合，直线轴承123通过第二连接螺钉124与T形块112顶部固定。定关节轴承接头119的螺纹端与T形块112的底部连接固定，另一端与关节轴承118固定；螺纹连接块110通过螺纹固定在动关节轴承接头109外围，两端分别通过铰链连接一个二力杆125，二力杆125的另一端通过铰链与一个杠杆111的一端连接，杠杆111的另一端通过铰链与一个电机驱动杆115连接；音圈电机的主要构件包括电机驱动杆115、线圈121、磁铁系统122和横向弹簧116，电机驱动杆115沿电机轴向运动，在磁铁系统内运动的部分作为线圈121的支架，外侧面与线圈121内侧面贴合固定，底部压紧一个横向弹簧116的一端，横向弹簧116另一端与磁铁系统122的底部接触，音圈电机通过电机安装筒120固定在T形块112的两侧，电机驱动杆115在远离横向弹簧116的一端固定有加速度传感器114，其信号通过传感器电缆传输到外部驱动控制系统，系统输出信号通过电机安装筒120外壁上圆孔传回音圈电机。
所述的支撑弹簧113和横向弹簧116为YI型压缩弹簧，是市购产品；动关节轴承接头109和定关节轴承接头119是自主设计的一端为10M16螺纹、另一端与关节轴承118配合的杆件；螺纹连接块110是中间开有M16螺纹通孔、侧带开有矩形槽的方形结构件；二力杆125为两端有铰接孔且一端开槽的杆件；杠杆111是两端和中间开有铰接孔的杆件；电机驱动杆115是自行设计的一端有外螺纹，另一端有台阶面，中间有铰接孔且在孔周开有矩形槽的圆柱形杆件；电机安装筒120是根据电机尺寸自行设计的圆筒形结构件，筒壁上开有圆孔，台阶面一端为4个圆周均布的直径4.5的通孔；电机为高频高精度音圈电机，为市购产品；直线轴承123的型号为LMF13UU，是市购产品；关节轴承为市购产品，型号为SKF GE10C，通过三点冲压的方式与动关节轴承接头109和定关节轴承接头119配合；第二连接螺钉124是M5×12的内六角螺钉、第一连接螺钉117为M6×14的内六角螺钉，是市购产品。
本发明的工作过程为：当装置底部受到振动，螺纹连接块110偏离平衡位置，偏移量依次通过二力杆125和杠杆111使电机驱动杆115产生偏移，横向弹簧116产生使螺纹连接块110偏离平衡位置的分力，形成负刚度，降低隔振单元102的固有频率，使其能隔离较低频率的振动。同时，位于电机驱动杆115另一端的加速度传感器114测到电机驱动杆115偏移运动的加速度信号，并传输给外部驱动控制系统，系统将加速度作为负反馈积分放大后作为电机力。
本发明将正刚度弹簧和负刚度机构并联，形成非线性隔振单元，在实现较高支撑刚度的同时降低动刚度，确保一定承载能力的同时具备了隔离低频振动的能力。还通过在被动隔振装置的基础上加入音圈电机的方式以引入电磁阻尼，通过主动控制削弱共振峰，进一步增强隔振效果，有效解决被动隔振中阻尼系数在高频与低频之间选择的矛盾。进一步，再将六个非线性隔振单元按照六杆并联机构Hexapod平台的结构形式组合形成机械装置。因此，本发明具备六自由度低频振动主被动隔离的能力。
如图6-9所示，一种基于反作用力的光电吊舱稳像控制装置，包括外壳结构部分、测量元件及作动机构。外壳结构部分包括顶盖201、外筒202及安装法兰203；测量元件为加速度计204；作动机构包括弹簧205、作动器动子安装筒206、作动器动子207及作动器定子208。作动器动子207为音圈电机永磁体及作动器定子208为音圈电机线圈。
外壳结构部分中顶盖201安装于外筒202的上端形成作动机构的导向和弹簧连接点；外筒202的下端与安装法兰203固连，安装法兰203通过外部安装孔与光电吊舱固连；该部分作为作动器的支座，可对作动机构的运动方向起到约束作用。
测量元件即加速度计204安装于顶盖201的内侧，可测量支架即光电吊舱的振动加速度作为ADC控制器的输入信号。
作动机构中弹簧205一端与顶盖201固连，一端与作动器动子安装筒206固连并套在作动器动子安装筒206外圆柱面，作动器动子207通过底部安装孔与作动器动子安装筒206固连作为辅助质量，同时作动器动子安装筒206与外筒202内圆柱面接触并形成滑动副，将作动机构的运动方向约束为圆柱面的轴向，同时为弹簧提供了导向结构；作动器定子208与安装法兰203固连；作动机构为本装置核心部分，由ADC控制器输出驱动作动器动子207运动，产生的反作用力则通过作动器定子208及安装法兰203作用于光电吊舱，并通过作动器动子207与作动器定子208之间的电磁阻尼以及弹簧205的结构阻尼将振动能量转化为热量耗散掉，以抑制光电吊舱的振动。
本发明中所用的控制方法为自适应陷波ADC方法，当光电吊舱处于振动环境下时，加速度计可采得其振动加速度输入到ADC控制器；ADC控制器通过设计一对与其同频的单位正弦信号和单位余弦信号作为基底，并以LMS算法对各基底权系数进行调节，拟合出与干扰同频、正负号相反的补偿信号作为控制信号驱动作动器，以达到削弱光电吊舱的振动幅值，提高其成像质量的目的。
如图10-12所示，本发明光电吊舱稳像回扫一体化控制装置，包括反射镜301；由音圈电机线圈302与音圈电机永磁体303组成的摆动音圈电机；转角反馈部分；由十字形连接件305、金属轴306、两个T形连接件307、两个梯形连接件308组成的万向铰链；基座309；环形轴套310；第一紧固螺钉311；第二紧固螺钉312；第三紧固螺钉313。
其中：基座309固连光电吊舱，反射镜301通过万向铰链与基座309相连，驱动部分一端与基座309相连，另一端与反射镜301相连，转角反馈部分的激光位移传感器304与基座309相连于驱动部分下方；反射镜301包括反射镜面与机械接口，反射镜面用于调整光路，当射向反射镜的激光发生偏移时，须由反射镜的偏转来抵消光束偏移，使光电吊舱内光学仪器在各种工况下的稳相；反射镜背面两道矩形凹槽为机械接口，用于与T形连接件307连接，此种连接方式下反射镜可拥有较大的口径；T形连接件307连接到十字形连接件305的X轴上，同时梯形连接件308通过加装金属轴306的方式连接到十字形连接件305的Y轴上，各零件间可相对转动，梯形连接件308通过第三紧固螺钉313与基座309相连，T形连接件7与反射镜301背面的机械接口胶合，装配后反射镜301可以通过绕万向铰链的两正交轴转动完成相对于基座309的任意方向转动；摆动音圈电机由音圈电机线圈302与音圈电机永磁体303组成，音圈电机永磁体303垂直穿过音圈电机线圈302，音圈电机两两一组，每组音圈电机呈对称布置，对称平面垂直于反射镜301平面且过反射镜301中点，两组音圈电机连线均与X轴夹角22.5°；安装时其线圈部分与基座309通过螺钉相连，音圈电机永磁体与反射镜301胶合；由于胶合后音圈电机永磁体303与反射镜301固连，反射镜301工作时会改变音圈电机永磁体303在音圈电机线圈302中的角度，音圈电机线圈302与音圈电机永磁体303间需保持一定间隙；由于音圈电机连线均与X轴夹角22.5°，故反射镜301可以在X轴上获得比音圈电机最大行程更大的偏转角度；
所述转角反馈部分包括四个激光位移传感器304，胶装于驱动部分音圈电机永磁体正下方的基座平面上，测量的数据为音圈电机永磁体距激光位移传感器的距离；音圈电机工作时，音圈电机永磁体303与基座309发生相对运动，四台激光传感器可以得到两组关于音圈电机转角的差分数据，进而得到反射镜转角数据。
如图13所示为本发明万向铰链机构简图，十字形连接件305上Y轴的孔中穿过金属轴306，同时金属轴306安装于两个梯形连接件上，使十字形连接件305可以相对梯形连接件自由转动，且十字形连接件305中心到每一个梯形连接件308的距离一致，金属轴306两端还安装了环形轴套310，通过紧固螺钉311固定于金属轴306上，环形轴套310的一边应紧贴梯形连接件308，以限制装置工作时金属轴306的轴向运动，十字形连接件另一轴上安装两个T形连接件307，使两T形连接件307可沿十字形连接件305X轴自由转动，由于T形连接件307与反射镜301的配合已经限制了其沿X轴的平动，故不需要再对其进行限位。
如图14所示，本发明以万向铰链的两转轴为装置的X、Y轴，在电机驱动下使反射镜完成相对于基座的任意方向转动，装置绕X轴的最大转角为2°，绕Y轴的最大转角为10°。
本发明未详细公开技术属于本领域技术人员公知常识。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解到的替换或增减，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种光电吊舱多级稳像/回扫复合控制系统，其特征在于：由六自由度振动隔离装置(1)、稳像控制装置(2)、稳像回扫装置(3)及光电吊舱组成；其中六自由度振动隔离装置(1)的基座与无人机机架固连，载物台与光电吊舱固连，基座与载物台通过六个隔振单元相连，当基座受到振动干扰时，通过这六个隔振单元的伸缩运动可以削弱传递到光电吊舱的振动；稳像控制装置(2)通过将光电吊舱残余振动的加速度作为反馈产生控制力以进一步抑制光电吊舱的振动；稳像回扫装置(3)则通过测量光电吊舱的姿态角实现稳像回扫一体化控制；
六自由度振动隔离装置(1)包括载物台(101)、隔振单元(102)和基座(103)；其中：所述载物台(101)包括固定板(104)、上连接块(105)和关节轴承支座(106)，固定板(104)为六边形扁平结构件，三条长边长度相等，三条短边长度相等，三个上连接块(105)分别固定在固定板(104)中的三条短边位置上，最长边与短边重合，每一个上连接块(105)安装固定两个关节轴承支座(106)；所述基座(103)包括底板(108)、下连接块(107)和关节轴承支座(106)，底板(108)形状与固定板(104)相同，下连接块(107)为直角等腰梯形结构件，三个下连接块(107)分别固定在底板(108)中的三条短边位置上，下连接块(107)中两个等腰平面上分别连接一个关节轴承支座(106)；载物台(101)和基座(103)的每一个关节轴承支座(106)通过铰制孔螺栓和关节轴承(118)分别连接一个隔振单元(102)的动关节轴承接头(109)和定关节轴承接头(119)；所述的隔振单元的被动隔振部分包括T形块(112)、支撑弹簧(113)、直线轴承(123)、第二连接螺钉(124)、二力杆(125)、杠杆(111)和横向弹簧(116)，主动隔振部分包括加速度传感器(114)、电机驱动杆(115)、第一连接螺钉(117)、电机安装筒(120)、线圈(121)、磁铁系统(122)和外部驱动控制系统，机械接口部分包括动关节轴承接头(109)、螺纹连接块(110)、关节轴承(118)和定关节轴承接头(119)；所述T形块(112)顶部设有圆孔、底部设有螺纹孔，左右两端分别与杠杆(111)中心孔连接作为固定铰支，支撑弹簧(113)下端与T形块(112)顶部圆孔的底部接触，上端受动关节轴承接头(109)底部压紧，动关节轴承接头(109)外径与直线轴承(123)径向配合，直线轴承(123)外圈与T形块(112)顶部固定，定关节轴承接头(119)的螺纹端与T形块(112)的底部连接固定，另一端与关节轴承(118)固定；螺纹连接块(110)通过螺纹固定在动关节轴承接头(109)外围，两端分别通过铰链连接一个二力杆(125)，二力杆(125)的另一端通过铰链与一个杠杆(111)的一端连接，杠杆(111)的另一端通过铰链与一个电机驱动杆(115)连接；音圈电机的主要构件包括电机驱动杆(115)、线圈(121)、磁铁系统(122)和横向弹簧(116)，电机驱动杆(115)沿电机轴向运动，在磁铁系统(122)内运动的部分作为线圈(121)的支架，外侧面与线圈(121)内侧面贴合固定，底部压紧一个横向弹簧(116)的一端，横向弹簧(116)另一端与磁铁系统(122)的底部接触，音圈电机通过电机安装筒(120)固定在T形块(112)的两侧，电机驱动杆(115)在远离横向弹簧(116)的一端固定有加速度传感器(114)，其信号通过传感器电缆传输到外部驱动控制系统，系统输出信号通过电机安装筒(120)外壁上圆孔传回音圈电机；当装置底部受到振动时，螺纹连接块(110)偏离平衡位置，偏移量依次通过二力杆(125)和杠杆(111)使电机驱动杆(115)产生偏移，横向弹簧(116)产生使螺纹连接块(110)偏离平衡位置的分力，形成负刚度，同时位于电机驱动杆(115)另一端的加速度传感器(114)测到电机驱动杆(115)偏移运动的加速度信号并输出，外部驱动控制系统将加速度作为负反馈积分放大后算得电机力；
稳像控制装置(2)包括外壳结构部分，测量元件及作动机构；外壳结构部分包括顶盖(201)、外筒(202)及安装法兰(203)，该外壳结构部分与光电吊舱固连，为作动机构与光电吊舱之间提供稳定连接；测量元件为加速度计(204)，通过测量光电吊舱的振动加速度为ADC控制器提供控制输入；作动机构包括弹簧(205)、作动器动子安装筒(206)、作动器动子(207)及作动器定子(208)，其中作动器动子安装筒与作动器动子组成辅助质量，由ADC控制器输出驱动产生控制力，以抑制光电吊舱的振动；
稳像回扫装置(3)包括：反射镜(301)；由音圈电机线圈(302)与音圈电机永磁体(303)组成的摆动音圈电机；转角反馈部分；由十字形连接件(305)、金属轴(306)、两个T形连接件(307)与两个梯形连接件(308)组成的万向铰链；基座(309)；环形轴套(310)；第一紧固螺钉(311)；第二紧固螺钉(312)；第三紧固螺钉(313)；其中：基座(309)固连光电吊舱，反射镜(301)通过万向铰链与基座(309)相连，音圈电机一端与基座(309)相连，另一端与反射镜(301)相连，转角反馈部分的激光位移传感器(304)与基座(309)相连于驱动部分下方；
所述反射镜(301)包括反射镜面与机械接口，反射镜面用于调整光路，保证光电吊舱内光学仪器在各种工况下的稳相；反射机械接口为两道矩形凹槽，用于与万向铰链部分连接；
所述万向铰链通过梯形连接件(308)与基座(309)相连，通过T形连接件(307)与反射镜(301)背面的机械接口胶合，T形连接件(307)与梯形连接件(308)分别连接到十字形连接件(305)的两轴上，则反射镜(301)可以通过绕万向铰链的两正交轴做扭转运动完成相对于基座(309)的任意方向转动；安装完成后定义万向铰链两正交轴分别为光电吊舱稳像回扫一体化控制装置X轴与Y轴；
所述摆动音圈电机由音圈电机线圈(302)与音圈电机永磁体(303)组成，音圈电机永磁体(303)垂直穿过音圈电机线圈(302)且与音圈电机线圈(302)间保持一定间隙，音圈电机两两一组，每组音圈电机呈对称布置，对称平面垂直于反射镜平面且过反射镜中点，两组音圈电机连线均与X轴夹角22.5°；安装时其音圈电机线圈(302)部分与基座(309)通过螺钉相连，音圈电机永磁体(303)与反射镜(301)胶合；此种结构下，反射镜(301)可以在X轴上获得较音圈电机最大行程更大的偏转角度；
所述转角反馈部分包括四个激光位移传感器(304)，胶装于驱动部分音圈电机永磁体正下方的基座平面上，测量的数据为音圈电机永磁体距激光位移传感器的距离；音圈电机工作时，音圈电机永磁体与基座(309)发生相对运动，由于每组音圈电机以反射镜中心呈对称布置，故激光传感器可以得到两组关于音圈电机转角的差分数据，进而得到反射镜转角数据。
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