[发明专利]一种基于广义内模的三轴惯性稳定平台偏心力矩补偿方法

权利要求书

1.一种基于广义内模的三轴惯性稳定平台偏心力矩补偿方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)采用安装在三轴惯性稳定平台框架轴上的速率陀螺测量出三轴惯性稳定平台的角速率信息ω_out，所述角速率信息包含了电机控制力矩和偏心力矩同时作用下三轴惯性稳定平台的角速率信息；

(2)将步骤(1)中得到的角速率信息ω_out与角速率设定值ω_set作差，得到角速率误差e＝ω_set-ω_out；

(3)将步骤(2)中得到的角速率误差e带入到伺服补偿器中去，得到伺服补偿器控制量u_e，伺服补偿器的状态空间方程为控制量u_e＝K_ex_e，其中A_e为伺服补偿器系统矩阵，B_e为伺服补偿器控制输入矩阵，K_e为伺服补偿器状态反馈矩阵，x_e为伺服补偿器状态变量，u_e为伺服补偿器控制量；

(4)采用串联在电机回路中的电流传感器测量出安装在三轴惯性稳定平台框架上的力矩电机的电流信息i_out，同时结合步骤(1)中得到的角速率信息ω_out带入到镇定补偿器中去，得到镇定补偿器控制量u₂＝Kx，x＝[ω_out i_out]′，其中K为镇定补偿器状态反馈矩阵，u₂为镇定补偿器控制量；

(5)将步骤(3)中得到的伺服补偿器控制量u_e与步骤(5)中得到的镇定补偿器控制量u₂作差，得到广义内模控制算法控制量u＝u_e-u₂；

(6)将步骤(5)中得到的广义内模控制算法控制量u带入到在参考输入r和偏心力矩T_d作用下的原速率开环系统中去，实现偏心力矩的补偿，最终实现系统的无静差跟踪。

2.根据权利要求1所述的基于广义内模的三轴惯性稳定平台偏心力矩补偿方法，其特征在于：所述步骤(3)中的伺服补偿器系统矩阵A_e、伺服补偿器控制输入矩阵B_e、伺服补偿器状态反馈矩阵K_e和镇定补偿器的状态反馈矩阵K具体得到步骤如下：

(31)首先确定参考输入ω_set和偏心力矩T_d模型的共同不稳定模型，得到参考输入ω_set和偏心力矩T_d两个不稳定模型的最小公倍式：φ(s)＝s^l+α_l-1s^l-1+…+α₁s¹+α₀，参考输入ω_set和偏心力矩T_d模型已知，则系数α₀～α_l-1均为已知量；l为φ(s)的最高次项，s为频域符号，α₀～α_l-1为φ(s)的各次项系数；

(32)由φ(s)的系数α₀～α_l-1确定出分块系数矩阵Γ_l*1和β_l*1，Γl*l=00Il-1...α0α1...αl-1,]]>βl*1=00...1;]]>其中，l为φ(s)的最高次项，α₀～α_l-1为φ(s)的各次项系数，I_l-1为l-1阶单位阵；

(33)由步骤(32)得到的分块系数矩阵Γ_l*1和β_l*1，得到伺服补偿器状态空间方程的系数矩阵A_e和控制输入矩阵B_e，其中，这样就得到伺服补偿器的状态空间方程

伺服补偿器状态反馈矩阵K_e和镇定补偿器的状态反馈矩阵K；

(34)将步骤(33)得到的伺服补偿器状态空间方程与原速率开环系统状态空间方程进行组合，得到最终串联系统的状态空间方程：x·x·e=A0-BeCAexxe+B-BeDu+Bd-BeDdTd+0Ber,]]>各系数的定义前面已经给出；

(35)对步骤(34)中得到的串联系统状态空间方程采用经典极点配置u＝K_Tx_T方法进行极点配置，求出状态反馈矩阵K^T，其中，xT=xxe′;]]>

(36)将步骤(35)中得到的状态反馈矩阵K_T进行分解，令K_T＝[-K K_e]，得到伺服补偿器的状态反馈矩阵K_e和镇定补偿器的状态反馈矩阵K。