CN112504297A - 一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法 - Google Patents

一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112504297A
CN112504297A CN202011235103.8A CN202011235103A CN112504297A CN 112504297 A CN112504297 A CN 112504297A CN 202011235103 A CN202011235103 A CN 202011235103A CN 112504297 A CN112504297 A CN 112504297A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
calculating
control system
visual axis
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011235103.8A
Other languages
English (en)
Inventor
徐志方
郑春艳
谢青波
高军科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
Original Assignee
Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC filed Critical Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
Priority to CN202011235103.8A priority Critical patent/CN112504297A/zh
Publication of CN112504297A publication Critical patent/CN112504297A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • G01C25/005—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/40—Regulating or controlling the amount of current drawn or delivered by the motor for controlling the mechanical load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法，属于光电探测技术领域。在传统速度环稳定控制系统负反馈的基础上，通过量测出控制系统的总和扰动力矩，通过前馈的方式进行再次补偿以提升稳定精度。利用配置电流环控制系统的驱动器，嵌入到速度环控制系统，对电机电流进行控制以消除电机感应反电动势对速度的影响。对视轴角速度进行实时微分计算视轴角加速度，乘以平台转动惯量得到平台惯性力矩。根据速度环控制器输出及惯性力矩计算出总扰动力矩，根据电机力矩系数计算补偿电流大小，以前馈方式补偿到电流环控制器的输入。解决了传统速度环稳定控制系统的瞄准线稳定精度低的问题。

Description

一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法
技术领域
本发明涉及一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法，属于光电探测技术领域。
背景技术
精确打击是现代武器装备演变和发展的主要特征之一，是对战术武器的基本要求。机载光电探测设备是精确打击战术武器系统的重要组成部分。它的作用是实现在运动载体上对目标进行搜索、发现、识别、瞄准、跟踪、测角、测距等功能。载体扰动会对光电成像系统的性能产生影响，因此需要隔离扰动，稳定成像系统的视轴，即保证视轴具有较高的稳定精度。系统的视轴稳定精度达不到要求将直接导致图像颤振、不清晰，严重时会导致目标脱离视场、从而丢失目标。瞄准线的稳定精度是衡量其性能的一项关键指标。瞄准线稳定精度，即稳定误差，是在载体扰动环境下，稳定平台对瞄准线惯性稳定后的剩余稳态角度误差，通常按1σ均方根值定义。载体的扰动角速度通过摩擦力矩及电机感应反电动势传递到稳定平台，扰动力矩还包括稳定平台固有的质量不平衡力矩、电缆牵拉力矩等，稳定平台在扰动力矩和电机感应电动势的共同作用下，会产生基于惯性空间的速度扰动。传统控制方法构建速度环控制系统，通过陀螺敏感视轴惯性空间的角速度运动，并将数据反馈给控制CPU，控制CPU完成速度环稳定控制算法，计算电机驱动量，对该速度扰动进行补偿，完成瞄准线稳定功能。这种传统的负反馈对扰动有一定的抑制作用，不满足高精度光电探测设备要求，有必要对控制方法进行改进，以提升对扰动的抑制能力。
发明内容
要解决的技术问题
为了解决解决了传统速度环稳定控制系统的瞄准线稳定精度低的问题，本发明提出一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法。
技术方案
一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：在速度环控制器和功率放大器之间增加电流环控制系统，所述的电流环控制系统包括电流环控制器、电流传感器，利用电流传感器实时采集电机的电流；
步骤2：根据稳定平台实时角速度ω微分计算角加速度
Figure BDA0002766559140000021
步骤3：根据稳定平台角加速
Figure BDA0002766559140000022
及转动惯量J计算惯性力矩
Figure BDA0002766559140000023
步骤4：根据视轴角速度指令、实时角速度误差及速度环控制器计算出输出电流Io；
步骤5：根据输出电流及电机力矩系数Kt计算输出力矩IoKt；
步骤6：计算补偿力矩
Figure BDA0002766559140000024
步骤7：计算补偿电流Ic＝Tc/Kt；
步骤8：计算电流环控制器输入目标电流I＝Io+Ic；
步骤9：将目标电流I输入给电流环控制系统，电流环控制器PID根据目标电流I与实时采集电流计算电机控制电压，来完成目标电流的控制。
有益效果
本发明提出的一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法，解决了传统速度环稳定控制系统的瞄准线稳定精度低的问题，配置电流环控制系统的驱动器，实时量测出控制系统的总和扰动力矩，通过前馈的方式进行再次补偿以提升稳定精度。通过本扰动补偿方法，提升瞄准线稳定精度30％。
附图说明
图1本方法流程图；
图2传统控制系统控制框图；
图3本发明控制系统控制框图，虚线框内为本发明的内容。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法，在传统速度环稳定控制系统负反馈的基础上，通过量测出控制系统的总和扰动力矩，通过前馈的方式进行再次补偿以提升稳定精度。利用配置电流环控制系统的驱动器，嵌入到速度环控制系统，对电机电流进行控制以消除电机感应反电动势对速度的影响。对视轴角速度进行实时微分计算视轴角加速度，乘以平台转动惯量得到平台惯性力矩。根据速度环控制器输出及惯性力矩计算出总扰动力矩，根据电机力矩系数计算补偿电流大小，以前馈方式补偿到电流环控制器的输入。具体步骤如下：
步骤1：在速度环控制器和功率放大器之间增加电流环控制系统，所述的电流环控制系统包括电流环控制器、电流传感器，利用电流传感器实时采集电机的电流；
步骤2：根据稳定平台实时角速度ω微分计算角加速度
Figure BDA0002766559140000031
步骤3：根据稳定平台角加速
Figure BDA0002766559140000032
及转动惯量J计算惯性力矩
Figure BDA0002766559140000033
步骤4：根据视轴角速度指令、实时角速度误差及速度环控制器计算出输出电流Io；
步骤5：根据输出电流及电机力矩系数Kt计算输出力矩IoKt；
步骤6：计算补偿力矩
Figure BDA0002766559140000034
步骤7：计算补偿电流Ic＝Tc/Kt；
步骤8：计算电流环控制器输入目标电流I＝Io+Ic；
步骤9：将目标电流I输入给电流环控制系统，电流环控制器PID根据目标电流I与实时采集电流计算电机控制电压，来完成目标电流的控制。

Claims (1)

1.一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：在速度环控制器和功率放大器之间增加电流环控制系统，所述的电流环控制系统包括电流环控制器、电流传感器，利用电流传感器实时采集电机的电流；
步骤2：根据稳定平台实时角速度ω微分计算角加速度
Figure FDA0002766559130000011
步骤3：根据稳定平台角加速
Figure FDA0002766559130000012
及转动惯量J计算惯性力矩
Figure FDA0002766559130000013
步骤4：根据视轴角速度指令、实时角速度误差及速度环控制器计算出输出电流Io；
步骤5：根据输出电流及电机力矩系数Kt计算输出力矩IoKt；
步骤6：计算补偿力矩
Figure FDA0002766559130000014
步骤7：计算补偿电流Ic＝Tc/Kt；
步骤8：计算电流环控制器输入目标电流I＝Io+Ic；
步骤9：将目标电流I输入给电流环控制系统，电流环控制器PID根据目标电流I与实时采集电流计算电机控制电压，来完成目标电流的控制。
CN202011235103.8A 2020-11-08 2020-11-08 一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法 Pending CN112504297A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011235103.8A CN112504297A (zh) 2020-11-08 2020-11-08 一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011235103.8A CN112504297A (zh) 2020-11-08 2020-11-08 一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112504297A true CN112504297A (zh) 2021-03-16

Family

ID=74955524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011235103.8A Pending CN112504297A (zh) 2020-11-08 2020-11-08 一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112504297A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5540405A (en) * 1991-11-27 1996-07-30 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for compensating for magnetic disturbance torques on a satellite
CN103425146A (zh) * 2013-08-01 2013-12-04 北京航空航天大学 一种基于角加速度的惯性稳定平台干扰观测器设计方法
CN110460277A (zh) * 2019-07-22 2019-11-15 南京理工大学 基于粒子群算法的单电机伺服系统摩擦非线性补偿方法
CN110568872A (zh) * 2019-08-23 2019-12-13 江苏工程职业技术学院 基于扰动观测器的车载光电跟踪平台有限时间控制方法
CN110687783A (zh) * 2019-09-10 2020-01-14 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5540405A (en) * 1991-11-27 1996-07-30 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for compensating for magnetic disturbance torques on a satellite
CN103425146A (zh) * 2013-08-01 2013-12-04 北京航空航天大学 一种基于角加速度的惯性稳定平台干扰观测器设计方法
CN110460277A (zh) * 2019-07-22 2019-11-15 南京理工大学 基于粒子群算法的单电机伺服系统摩擦非线性补偿方法
CN110568872A (zh) * 2019-08-23 2019-12-13 江苏工程职业技术学院 基于扰动观测器的车载光电跟踪平台有限时间控制方法
CN110687783A (zh) * 2019-09-10 2020-01-14 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种机载光电稳定平台扰动观测及补偿方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郑春艳等: "机载光电稳定平台自抗扰控制研究", 《电光与控制》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tahk et al. Recursive time-to-go estimation for homing guidance missiles
CN101872198B (zh) 车载摄像稳定平台
CN105021092B (zh) 一种捷联寻的导引头的制导信息提取方法
CN106681344A (zh) 一种用于飞行器的高度控制方法及控制系统
CN101033973A (zh) 微小型飞行器微惯性组合导航系统的姿态确定方法
CN106444386B (zh) 一种光电设备跟踪脱靶量时滞补偿控制方法
CN101603800B (zh) 一种半捷联寻的导引头的制导信息构造方法
CN104102128A (zh) 一种适用于小型无人飞行器的抗干扰姿态控制方法
CN108488572A (zh) 一种主动式防抖云台及其控制方法
CN111351401B (zh) 应用于捷联导引头制导飞行器的防侧偏制导方法
CN110109343A (zh) 一种光电跟踪系统视觉测量时滞补偿方法
CN107505845A (zh) 一种提高倾斜镜控制系统扰动抑制能力的控制方法
RU2647205C2 (ru) Адаптивная бесплатформенная инерциальная курсовертикаль
CN115855016B (zh) 一种光纤陀螺仪低温冲击误差补偿方法
CN114020019A (zh) 飞行器的制导方法与装置
CN102997920B (zh) 基于角速率输入的构造频域捷联惯导姿态优化方法
RU2564379C1 (ru) Бесплатформенная инерциальная курсовертикаль
CN109445448B (zh) 一种轮控小卫星自适应积分滑模姿态控制器
CN110108277B (zh) 基于二型模糊控制的航空惯性稳定平台摩擦补偿方法
CN1924736A (zh) 基于前庭动眼反射的航空侦察平台稳定控制方法
CN116974208B (zh) 基于捷联导引头的旋翼无人机目标打击控制方法及系统
CN116796119B (zh) 一种基于无人机运动平台的单目测距精度计算方法
JP2006306254A (ja) 自動飛行制御装置、自動飛行制御方法及び自動飛行制御プログラム
CN102607557B (zh) 一种基于gps/imu的飞行器姿态直接积分校正方法
CN112504297A (zh) 一种基于量测的机载光电探测设备视轴扰动补偿方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210316