[发明专利]一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺服控制方法

说明书

技术领域

本发明属于光电伺服控制领域，具体涉及一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺服控制方法。

背景技术

光电跟踪转台是光电制导跟踪设备的重要组成部分，它的性能直接关系着光电制导设备能否达到所需的跟踪精度要求以及实现相关的伺服控制功能，随着目标机动性能的增强，对光电跟踪转台的跟踪能力与伺服控制性能也提出更高的要求。高速高精度车载动基座光电搜索跟踪转台是光电跟踪转台的一种，从伺服控制角度而言它是一个光电稳定、高速搜索与高精度跟踪系统，而伺服控制技术是以上各系统获得所需性能的关键环节。

车载动基座光电转台与定基座光电转台的主要区别是它安装在战车转塔上，车体振动及转塔调转会造成视轴的变化，需要设计具有解耦控制功能的速度环稳定回路来隔离车体振动和转塔转动对转台的影响，实现转台上光电设备的视轴稳定。通常通过在转台上装有测速陀螺获得转台空间速度可进行解耦控制，但只有选取合适的测速陀螺，将陀螺安装在正确的位置以及设计优良的解耦伺服控制算法才会取的良好的解耦控制效果。

车载动基座光电跟踪转台工作在搜索状态时要求方位在惯性空间以360°/s角速度高速旋转状态，俯仰轴要始终保持所要求的惯性空间角度上；该转台要求从高速搜索状态转至跟踪状态的稳定时间不大于1s；光电跟踪转台通常是根据图像脱靶量进行跟踪控制，而图像脱靶量由于具有延时较长及通信周期较大的问题，常规的带速度前馈PID复合控制不能保证光电转台的高精度跟踪要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺服控制方法，该方法它能够满足动基座光电转台的解耦控制功能要求，并能够实现该转台的高精度跟踪定位控制要求、又能保证转台在惯性空间高速稳定搜索性能以及搜索急停转跟踪性能。

实现本发明目的的技术方案：一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺服控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤(1)光电搜索跟踪转台惯性空间搜索控制：获取控制电机运动的搜索时的DA口搜索电压控制量，从而通过驱动器将DA口搜索电压控制量功率放大后驱动电机带动转台作出搜索运动；

步骤(2)光电搜索跟踪转台急停控制，获取控制电机运动急停时的DA口电压控制量，从而通过驱动器将急停时的DA口电压控制量功率放大后驱动电机带动转台作出急停运动；

步骤(3)光电搜索跟踪转台跟踪控制，获取控制电机运动的跟踪时的DA口电压控制量，从而通过驱动器将跟踪时的DA口电压控制量功率放大后驱动电机带动转台作出跟踪运动。

所述的步骤(1)包括以下步骤：

步骤(1.1)进行搜索指令角度值的坐标系变换，得到光电搜索跟踪转台坐标系中目标位值给定值，具体的坐标系变换方法如下：

(1.1.1)获取光电搜索跟踪转台基座在惯性空间坐标系中的空间位置值：航向角H、俯仰角P、横滚角R；

(1.1.2)根据上述步骤(1.1.1)测量得到的光电搜索跟踪转台基座的空间位置值，通过坐标变换将惯性空间坐标系中的空间位置指令角度值转化为光电搜索跟踪转台坐标系中的目标位置给定值；

步骤(1.2)将步骤(1.1.2)转台坐标系中的目标位置给定值代入带前馈的分段变参数PID复合控制中，以获取搜索时的速度给定控制量，并将该速度给定控制量作为步骤(1.3)的陀螺速度稳定回路的输入，具体包括以下步骤：

步骤(1.2.1)，读取步骤(1.1.2)中得到转台坐标系的目标位置给定值，并将目标位置给定值代入分段变参数PID控制中，获取相应的分段变参数PID控制量；

步骤(1.2.2)获取速度前馈控制量：将步骤(1.1.2)转台坐标系中的目标位置给定值微分后获得目标速度值，然后将目标速度值乘以前馈系数以获得速度前馈控制量；

步骤(1.2.3)获取加速度前馈控制量：将转台坐标系中的目标速度值微分后获得目标速度值，然后将目标速度值乘以前馈系数以获得加速度前馈控制量；

步骤(1.2.4)获取速度给定控制量：将上述步骤(1.2.1)中得到的分段变参数PID控制量与上述步骤(1.2.2)中得到的速度前馈控制量及上述步骤(1.2.3)中得到的加速度前馈控制量相加作为速度给定控制量；

步骤(1.3)读取上述步骤(1.2)得到的速度给定控制量，并将速度给定控制量代入陀螺解耦速度环，以获取控制电机运动所需要的DA口电压控制量；

步骤(1.3.1)设置陀螺速度环，将上述步骤(1.2.4)得到的速度给定控制量代入所设置的陀螺速度环获取控制电机运动所需要的DA口电压控制量；具体步骤如下：