CN108375997B - 一种用于车载光电观瞄系统的两轴伺服控制系统正交性补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于车载光电观瞄系统的两轴伺服控制系统正交性补偿方法，在方位大速度运动时，采用伺服控制系统的DSP采集俯仰运动的角度值，并计算出俯仰运动的角速度，并将它作为反向补偿量叠加到控制系统中，达到对俯仰运动的补偿。本发明适用于在360°全方位范围内进行大速度搜索时光电观瞄系统，有效地解决了现有产品中陀螺敏感轴与产品转台回转轴存在偏差的问题，具有算法简单、实时补偿的优点。

Description

一种用于车载光电观瞄系统的两轴伺服控制系统正交性补偿 方法

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，主要涉及一种车载光电观瞄系统的两轴伺服系统正交性的补偿方法。

背景技术

车载光电观瞄系统包括可见光、热像，激光测距机等光电传感系统，具备独立搜索，双向稳定，方位360°周视搜索，俯仰-10°～+45°搜索等能力。在周视搜索时，如何精准瞄准捕获目标对于使用者来说是十分必要的。但在搜索瞄准时，由于伺服控制系统的两轴与陀螺自身的两轴因加工装配等因素始终存在无法消除的偏差，形成两轴的牵连，这样会造成操控方位时，俯仰的瞄线会产生不受控的移动，影响产品的操瞄使用。因此进行正交性的补偿是十分必要的。

影响车载光电观瞄系统两轴伺服控制系统正交性的主要因素有：陀螺框架加工误差，陀螺轴电机轴装配误差，陀螺自身两轴的耦合，陀螺轴与光电观瞄系统转台回转轴平行差等，这些误差最终造成陀螺轴与产品的回转轴产生的平行差。虽然这些误差可以通过提高加工精度，装配精度来控制，但也只能控制在一定的范围内，不能完全消除，所以正交性误差始终存在。而且对于机械加工和装配要求过高，从费用和时间方面得不偿失。目前，提高车载光电观瞄系统伺服系统正交性的途径主要是提高加工精度和装配精度，但是没有着眼于通过伺服系统来解决车载光电观瞄系统正交性的相关方法。

发明内容

本发明旨在开展车载光电观瞄系统伺服系统正交性补偿方法的应用，提供解决正交性误差的补偿方法。首次提出从伺服控制系统来解决车载光电观瞄系统正交性的问题，对车载光电观瞄系统正交性进行补偿使其控制在一个合理的范围内，使操控者的能够精准的瞄准捕获目标。

本发明的主要原理是，在方位大速度运动时，采用伺服控制系统的DSP采集俯仰运动的角度值，并计算出俯仰运动的角速度，并将它作为反向补偿量叠加到控制系统中，达到对俯仰运动的补偿。

本发明的技术方案为：

所述一种用于车载光电观瞄系统的两轴伺服控制系统正交性补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：车载光电观瞄系统开机，系统初始化后，车载光电观瞄系统中的稳像系统工作，通过车载光电观瞄系统伺服控制系统调整图像漂移使车载光电观瞄系统处于正常工作状态；

步骤2：当控制操纵台使车载光电观瞄系统的转台在方位向转动，且俯仰向不动时，通过陀螺信号判断转台方位向转动速度是否大于20°/S，若不满足，在继续判断，若满足，则进入步骤3；

步骤3：计时并记录转台俯仰向的轴角值，当计时达到设定时长t时，得到转台俯仰向运动的角度值△θ；

步骤4：依据步骤3得到的角度值△θ和时长t，计算俯仰运动角速度ω＝△θ/t；

步骤5：将-ω叠加到车载光电观瞄系统伺服控制系统中的漂移补偿上，实现正交性补偿；

步骤6：继续通过陀螺信号判断的转台方位向转动速度是否大于20°/S，若满足，则返回步骤3。

有益效果

本发明在方位大速度运动时，采用伺服控制系统的DSP采集俯仰运动的角度值，并计算出俯仰运动的角速度，并将它作为反向补偿量叠加到控制系统中，达到对俯仰运动补偿的效果，满足武器系统对车载光电观瞄系统的正交性要求。试验结果表明，系统正交性误差可达到10mrad。

附图说明

图1是本发明中车载光电观瞄系统的两轴伺服系统正交性的补偿方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本发明针对车载光电观瞄系统正交性问题，提出从伺服控制系统来解决车载光电观瞄系统正交性问题，提供解决正交性误差的补偿方法，对车载光电观瞄系统正交性进行补偿使其控制在一个合理的范围内，使操控者的能够精准的瞄准捕获目标。

本发明的主要原理是，在方位大速度运动时，采用伺服控制系统的DSP采集俯仰运动的角度值，并计算出俯仰运动的角速度，并将它作为反向补偿量叠加到控制系统中，达到对俯仰运动的补偿。

本实施例的方法实现由车载光电观瞄系统的稳像控制板来实现，所述操作流程如图1，具体步骤如下：

步骤1：车载光电观瞄系统开机，系统初始化后，车载光电观瞄系统中的稳像系统工作，通过车载光电观瞄系统伺服控制系统调整图像漂移使车载光电观瞄系统处于正常工作状态；

步骤2：当控制操纵台使车载光电观瞄系统的转台在方位向转动，且俯仰向不动时，通过陀螺信号判断转台方位向转动速度是否大于20°/S，若不满足，在继续判断，若满足，则进入步骤3；

步骤3：计时并记录转台俯仰向的轴角值，计时开始时刻的转台俯仰向轴角值θ1，当计时达到设定时长t时，得到转台俯仰向轴角值θ2，综合得到设定时长t内，转台俯仰向运动的角度值△θ＝θ2-θ1；

步骤4：依据步骤3得到的角度值△θ和时长t，计算俯仰运动角速度ω＝△θ/t；

步骤5：将-ω叠加到车载光电观瞄系统伺服控制系统中的漂移补偿上，实现正交性补偿；

步骤6：继续通过陀螺信号判断的转台方位向转动速度是否大于20°/S，若满足，则返回步骤3。

直至车载光电观瞄系统关闭，该方法停止。本发明适用于在360°全方位范围内进行大速度搜索时光电观瞄系统，有效地解决了现有产品中陀螺敏感轴与产品转台回转轴存在偏差的问题，具有算法简单、实时补偿的优点。

Claims (1)

1.一种用于车载光电观瞄系统的两轴伺服控制系统正交性补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：车载光电观瞄系统开机，系统初始化后，车载光电观瞄系统中的稳像系统工作，通过车载光电观瞄系统伺服控制系统调整图像漂移使车载光电观瞄系统处于正常工作状态；

步骤2：当控制操纵台使车载光电观瞄系统的转台在方位向转动，且俯仰向不动时，通过陀螺信号判断转台方位向转动速度是否大于20°/s，若不满足，再继续判断，若满足，则进入步骤3；

步骤3：计时并记录转台俯仰向的轴角值，当计时达到设定时长t时，得到转台俯仰向运动的角度值△θ；

步骤4：依据步骤3得到的角度值△θ和时长t，计算俯仰运动角速度ω＝△θ/t；

步骤5：将-ω叠加到车载光电观瞄系统伺服控制系统中的漂移补偿上，实现正交性补偿；

步骤6：继续通过陀螺信号判断的转台方位向转动速度是否大于20°/s，若满足，则返回步骤3。

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