[发明专利]基于控制杆数据的光电跟瞄半自动复合控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于控制杆数据的光电跟瞄半自动复合控制系统及方法，当控制杆发出第一控制杆数据和第二控制杆数据时，第一控制杆数据经位置环积分器后，得到第一角度值；第一角度值经位置环控制器处理后，输出第一角速度值；第一角速度值与第二控制杆数据经第一加法器作用后，得到第二角速度值；第二角速度值依次经速度环控制器和光电跟瞄伺服转台速度环控制器处理后，输出视轴速度；其中，第一控制杆数据和第二控制杆数据相同。本发明的目的在于提供一种基于控制杆数据的光电跟瞄半自动复合控制系统及方法，使得光电跟瞄操作员可对小视场下低速目标稳定跟瞄的同时，亦可在大视场下对目标进行快速搜索。

技术领域

本发明涉及光电跟瞄控制技术领域，尤其涉及一种基于控制杆数据的光电跟瞄半自动复合控制系统及方法。

背景技术

光电跟瞄系统作为一种实时目标视频图像信息采集、空间位置坐标测量、运动轨迹监控的综合电子信息设备，被广泛地运用于航空测绘、道路交通、警用治安、港口监管、海上通航、边境警戒等商业民用和国防军事领域。在光电跟瞄系统半自动控制模式下，操作员可通过控制杆给定输入光电跟瞄伺服转台方位、高低轴系运动指令，控制视轴(Line ofSight，LOS)在方位、高低两个方向运动，从而实现对目标的搜索、跟踪和瞄准。随着对目标探测距距离、探测范围以及跟瞄精度要求的不断提高，在光电跟瞄系统半自动控制模式下，操作员通过控制杆控制视轴运动时需满足：小视场下跟瞄远距离目标时，视轴低速运动平稳、无爬行抖动现象；大视场目标搜索时，视轴高速运动响应快、超调小。

在光电跟瞄系统中，半自动控制分为速度给定型和位置给定型。速度给定型半自动控制直接将控制杆数据作为光电跟瞄速度环输入速度指令；位置给定型半自动控制将控制杆数据作为角度位置指令输入光电跟瞄系统位置环。速度给定型半自动控制具有响应快、角速度大的优点，但是，其对速度扰动抑制能力较低，低速性能较差，且无位置闭环，当高速运动达位后，位置偏差较大。位置给定型半自动控制克服了速度给定型半自动控制低速性能较差的问题，但是，高速运动动态响应对位置闭环控制器设计要求较高，在保证低速性能时，位置环增益往往选择得比较大，这导致在高速运动达位时超调量增大，限制了角速度的提高。所以，位置给定型半自动控制存在无法同时满足低速平稳、无爬行和高速动态响应快、超调小的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于控制杆数据的光电跟瞄半自动复合控制系统及方法，使得光电跟瞄操作员可对小视场下低速目标稳定跟瞄的同时，亦可在大视场下对目标进行快速搜索。

本发明通过下述技术方案实现：

基于控制杆数据的光电跟瞄半自动复合控制系统，包括控制杆、位置环积分器、位置环控制器、第一加法器、速度环控制器和光电跟瞄伺服转台；

当所述控制杆发出第一控制杆数据和第二控制杆数据时，所述第一控制杆数据经所述位置环积分器后，得到第一角度值；所述第一角度值经所述位置环控制器处理后，输出第一角速度值；所述第一角速度值与所述第二控制杆数据经所述第一加法器作用后，得到第二角速度值；所述第二角速度值依次经所述速度环控制器和所述光电跟瞄伺服转台速度环控制器处理后，输出视轴速度；

其中，所述第一控制杆数据和所述第二控制杆数据相同。

优选地，所述位置环控制器内置位置环传递函数，且所述位置环传递函数为：

其中，Φ_p(s)为光电跟瞄伺服转台位置闭环传递函数；G_vc(s)为速度环控制器，G₀(s)为光电跟瞄伺服转台速度环被控对象传递函数；G_pc(s)为位置环控制器；G_vs(s)为速度反馈传感器传递函数。

所述速度环控制器内置速度环传感函数，且所述速度环传感函数为：