[发明专利]一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法

权利要求书

1.一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(A)建立车体空间直角坐标系、伺服稳定平台的球坐标系；

(B)将三个速率陀螺固定在平台底座的安装基准面上，分别用于敏感车体的航向角速度、纵摇角速度、横摇角速度；

(C)将速率陀螺敏感车体的各角速度投影到伺服稳定平台的方位轴和俯仰轴上；

(D)将投影后的角速度、角速度积分分别补偿到控制回路的速度环、位置环。

2.根据权利要求1所述的一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法，其特征在于，所述速率陀螺为单轴速率陀螺仪。

3.根据权利要求1所述的一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法，其特征在于，步骤(A)中车体空间直角坐标系按照“右-前-上”的右手坐标系法则建立，通过坐标平移使车体坐标系原点与伺服稳定平台球坐标系圆心重合。

4.根据权利要求1所述的一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法，其特征在于，步骤(B)中所述安装基准面满足如下正交性和一致性要求：X轴陀螺敏感轴与车体系的X轴方向一致，用于敏感纵摇角速度；Y轴陀螺敏感轴与车体系的Y轴方向一致，用于敏感横摇角速度；Z轴陀螺敏感轴与车体系的Z轴方向一致，用于敏感航向角速度。

5.根据权利要求4所述的一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法，其特征在于，三个速率陀螺的安装基准面的正交性精度≤0.1mil，各速率陀螺敏感轴与车体空间直角坐标系轴的一致性≤0.1mil。

6.根据权利要求1所述的一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法，其特征在于，步骤(C)中采用如下投影公式：

其中：

α_t为伺服稳定平台方位角，β_t为伺服稳定平台俯仰角；

为车体扰动角速度投影到伺服稳定平台方位轴的角速度；为车体扰动角速度投影到伺服稳定平台俯仰轴的角速度；

为X轴陀螺敏感的纵摇角速度；为Y轴陀螺敏感的横摇角速度；为Z轴陀螺敏感的航向角速度。

7.根据权利要求6所述的一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法，其特征在于，步骤(D)中角速度、角速度积分分别补偿到控制回路的速度环、位置环的方法为：

将车体扰动角速度投影到伺服稳定平台方位轴的角速度补偿到伺服稳定平台方位控制回路速度环输入中，对车体扰动角速度投影到伺服稳定平台方位轴的角速度进行积分，将积分得到的位置偏差补偿到控制回路位置环输入中；

将车体扰动角速度投影到伺服稳定平台俯仰轴的角速度补偿到伺服稳定平台俯仰控制回路速度环输入中，对车体扰动角速度投影到伺服稳定平台俯仰轴的角速度进行积分，将积分得到的位置偏差补偿到控制回路位置环输入中。

8.根据权利要求7所述的一种伺服稳定平台的补偿式稳定控制方法，其特征在于，步骤(D)中角速度、角速度积分分别补偿到控制回路的速度环、位置环的公式为：

其中：

为伺服稳定平台方位控制回路速度环输入；为伺服稳定平台俯仰控制回路速度环输入；为伺服稳定平台方位控制回路位置环输入；为伺服稳定平台俯仰控制回路位置环输入；

为积分得到的方位位置偏差，为积分得到的俯仰位置偏差；

为方位旋变速度，为方位旋变位置；

为俯仰旋变速度，为俯仰旋变位置；

为伺服稳定平台方位位置环控制输出，为伺服稳定平台俯仰位置环控制输出；

为图像取差器给定的方位位置偏差量，为图像取差器给定的俯仰位置偏差量；

τ为系统采样控制周期。