[发明专利]一种用于空间光学遥感器随动系统的同步控制方法

权利要求书

1.一种用于空间光学遥感器随动系统的同步控制方法，所述随动系统包括主轴扫描系统和从轴扫描系统，其特征在于步骤如下：

(1)利用预先设定的指标要求，设计主轴扫描系统和从轴扫描系统的位置伺服指令和所述指标包括扫描周期、扫描效率、线性段速度、主从轴跟随速度比和线性段起始角度；

(2)利用预先给定的已知主轴系统的转动惯量J_z，电机的电流力矩系数K_mz，反电动势系数K_bz，电阻R_z，电感L_z设计主轴跟踪误差控制器，使主轴系统的旋转扫描运动控制性能满足预先设定的扫描线性度要求；

(3)利用预先给定的从轴系统的转动惯量J_c、电机的电流力矩系数K_mc、反电动势系数K_bc、电阻R_c和电感L_c设计从轴跟踪误差控制器，使得从轴跟踪误差控制器的闭环特性G₂与主轴跟踪误差控制器的闭环特性G₁相同；

(4)以为对象，设计同步误差控制器，使两轴随动系统稳定跟踪0指令稳定；其中G₂为从轴跟踪误差控制器的闭环特性，P₂为从轴跟踪误差控制器的对象特性，C₂为步骤(3)得到的从轴跟踪误差控制器的控制率，k₂为两轴的转速比；

(5)在同步误差控制器的输出端加上并减去主轴跟踪误差控制器的输出，构成同步控制闭环，完成对空间光学遥感器两轴随动系统的同步控制。

2.根据权利要求1所述一种用于空间光学遥感器随动系统的同步控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中利用预先设定的指标要求，设计主轴扫描系统和从轴扫描系统的位置伺服指令和具体为：

(1-1)根据空间光学遥感器主轴系统预先要求的扫描周期T，扫描效率η，计算主轴系统在线性段内的运动时间T_x和非线性段内的运动时间T_f，具体由公式：

T_x＝T*η

T_f＝T*(1-η)

给出；

(1-2)利用步骤(1-1)求得的线性段内的运动时间T_x和线性段内的角度范围θ，线性段起始角度θ_i，计算线性段内主轴位置曲线Com_z、主轴速度曲线Speed_z和主轴加速度曲线Acc_z，具体由公式：

Com_z＝θ_i+Speed_z*t_m,0<t_m<T_x

${\mathrm{Speed}}_z=\frac{\mathrm{\&theta;}}{T_x},0\&lt;t_m\&lt;T_x$

Acc_z＝0,0<t_m<T_x

给出；

(1-3)利用步骤(1-2)求得的非线性段内的运动时间T_f和线性段速度v，计算非线性段内主轴位置曲线Com_z、主轴速度曲线Speed_z和主轴加速度曲线Acc_z，具体由公式：

Com_z＝(θ_i+v*T_x)+(A+v)*(t_m-T_x)-A*T_f/2/pi*sin(2*pi/T_f*(t_m-T_x))T_x<t_m<T

Speed_z＝-A*cos(2*pi/T_f*(t_m-T_x))+(A+v),T_x<t_m<T

Acc_z＝A*2*pi/T_f*sin(2*pi/T_f*(t_m-T_x)),T_x<t_m<T

给出，其中A＝(360°-T*v)/T_f；

(1-4)利用步骤(1-2)和步骤(1-3)中求得的线性段和非线性段内主轴位置曲线Com_z、主轴速度曲线Speed_z和主轴加速度曲线Acc_z，以及预先给定的主从轴跟随速度比k，计算线性段和非线性段内的从轴位置曲线Com_c、从轴速度曲线Speed_c和从轴加速度曲线Acc_c，具体由公式：

Com_c＝k*Com_z

Speed_c＝k*Speed_z

Acc_c＝k*Acc_z

给出；

(1-5)分别生成主轴扫描系统的位置伺服指令和从轴扫描系统的位置伺服指令具体由公式：

${\mathrm{\&theta;}}_{cmd}^z={\mathrm{\&theta;}}_i+v*t_m,0\&lt;t_m\&lt;T_x$

${\mathrm{\&theta;}}_{cmd}^z=({\mathrm{\&theta;}}_i+v*T_x)+(A+v)*(t_m-T_x)-A*T_f/2/pi*sin(2*pi/T_f*(t_m-T_x\left)\right),T_x\&lt;t_m\&lt;T$

${\mathrm{\&theta;}}_{cmd}^c=k*{\mathrm{\&theta;}}_{cmd}^z$给出。