[发明专利]一种惯性稳定平台不平衡扰动的建模方法

说明书

一种惯性稳定平台不平衡扰动的建模方法，通过将摩擦模型和基座角运动模型代入到建立的平台简化动力学模型中，求出摩擦和基座角运动作用下平台框架的偏转角，然后利用平台框架的偏转角求出平台水平和垂直方向上不平衡力臂的变化规律，根据平台框架的偏转角以及由于偏转角而引起的不平衡力臂的变化规律，建立惯性稳定平台不平衡扰动的模型。本发明通过分析平台框架的偏转角，以及由于偏转角而产生的不平衡力臂的变化规律，实现对惯性稳定平台不平衡扰动的建模。该不平衡扰动的建模方法省去了专门的实验过程，具有更好的直观性，可以进行各种情况下不平衡扰动对惯性稳定平台的影响分析，有助于不平衡扰动抑制方法的设计与实现。

技术领域

本发明涉及一种惯性稳定平台不平衡扰动的建模方法，可以用于研究惯性稳定平台中不平衡扰动的具体作用形式，分析不平衡扰动对惯性稳定平台性能的影响，为不平衡扰动的补偿提供基础。

背景技术

高分辨率对地观测系统广泛应用于军事侦察、基础测绘、灾害监测等领域。要实现理想的对地观测，要求摄像载荷能够保持稳定，但是在实际情况下，由于外部环境和自身扰动等因素的影响，摄像载荷难以保持理想的稳定状态，使得视轴失稳，导致成像质量的下降，分辨率降低。为提高成像质量，可将惯性稳定平台安装于飞行器和遥感载荷之间，利用惯性稳定平台有效隔离载体的扰动及非理想姿态运动，为摄像载荷提供稳定的工作环境，从而提高对地观测的精度，而这就对惯性稳定平台的精度指标提出较高要求。

影响惯性稳定平台稳定精度的因素有很多，包括不平衡扰动、基座角运动、框架耦合、摩擦等。其中，不平衡扰动是由于平台机械结构设计和加工、装配精度的影响，导致平台的质心和几何中心并不完全重合，形成不平衡力臂，并在此基础上形成不平衡力和力矩，统称惯性稳定平台的不平衡扰动。不平衡扰动是惯性稳定平台的主要扰动之一，会严重影响惯性稳定平台的稳定精度，因此建立不平衡扰动模型，分析不平衡扰动对惯性稳定平台整体性能的影响具有重大的意义。

惯性稳定平台不平衡扰动的建模目前通常采用辨识建模的方法，通过测量研究对象的输入输出数据，或系统正常运行时的记录数据，进行分析处理，选定合适的模型类型，对其参数进行优化，使模型输出与实际数据拟合得最好，从而给出对象的数学模型。但是辨识建模的方法依赖于实验对象的精确度，实际系统中由于扰动的影响难以保证输入输出数据的正确性，并且实验平台的搭建也比较复杂。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于理论分析的、更加准确和直观的惯性稳定平台不平衡扰动的建模方法。

本发明的技术解决方案是：一种惯性稳定平台不平衡扰动的建模方法，其特点包括：