[发明专利]一种基于变结构的伺服拒止平台运动的控制方法

说明书

本发明公开了一种基于变结构的伺服拒止平台运动的控制方法，包括：1、计算伺服拒止平台的期望位置和实际位置之间的位置误差，定义为e；2、根据步骤1的计算结果进行判断，在|e||esubgt;0/subgt;|、|esubgt;1/subgt;||e|≤|esubgt;0/subgt;|、|esubgt;2/subgt;||e|≤|esubgt;1/subgt;|、|e|≤|esubgt;2/subgt;|四种情况下，对应采用四种不同的控制策略计算输出速度；其中，esubgt;0/subgt;是电机的最高转速ωsubgt;0/subgt;和P控制器按对应控制策略计算的输出速度之间的切换点；esubgt;1/subgt;是图像可识别的最大角度位置；esubgt;2/subgt;是满足图像识别要求的最大速度ωsubgt;1/subgt;和PI控制器按对应控制策略计算的输出速度之间的切换点；3、将步骤2中计算得到的输出速度发送给驱动器，驱动器驱动电机以该输出速度旋转，以带动伺服拒止平台运动；4、实时测量伺服拒止平台运动的实际位置，并返回步骤1计算e，直至e达到预设的精度阈值，控制结束。

技术领域

本发明涉及伺服拒止平台技术领域，具体涉及一种基于变结构的伺服拒止平台运动的控制方法。

背景技术

基于新的任务载荷的发展，对伺服拒止平台的运动调转性能需求也有所提升。具体表现在：1、高速引导调转模式下，根据上级下发的位置，经过解算计算得到伺服拒止平台运动的角度位置，实时控制器通过控制算法将计算的输出速度量给到驱动器，驱动器根据速度指令驱动伺服电机转动，经减速器带动伺服拒止平台运动；在该模式下，期望的结果即伺服拒止平台能够高速引导调转、精准到位。2、视频图像闭环的跟踪模式下，根据安装到伺服拒止平台上的光电瞄准镜实时采集的图像，运用识别算法进行图像识别与目标跟踪，依据图像像素计算伺服拒止平台偏差的角度，以该角度量作为控制算法输入，经过控制算法计算，得到输出速度量，并将输出速度量发送给驱动器，从而驱动伺服拒止平台带动光电瞄准镜运动，以此来跟踪指定目标；在该模式下，既期望伺服拒止平台运动速度不能太快，从而减少运动震荡次数，以便满足图像识别需要，又期望在图像像素计算角度的低采样率下伺服拒止平台反应迅速，以满足快速跟踪的要求。

伺服拒止平台传统意义上所采用的控制算法是PID控制算法，是根据角度误差进行的一种固定参数和固定结构的控制计算，从而无法避免会出现以下问题，即：1、为了提高伺服拒止平台过渡过程的速度，造成图像容易模糊且震荡次数多；2、为了满足图像识别的要求，拒止运动被限速，在高速引导调转时无法达到要求的快速性，从而，传统意义上的PID运动控制无法同时满足上述两个模式的要求。

为此，需要设计一种伺服拒止平台的运动控制方法，以期能满足新的任务载荷的平台运动调转的性能需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于变结构的伺服拒止平台运动的控制方法，满足高速引导调转模式和视频图像闭环跟踪模式下，对伺服拒止平台运动的性能要求；能够实现伺服拒止平台高速引导调转、精准到位，以及根据图像识别反馈，驱动伺服拒止平台快速跟踪期望目标。

本发明的技术方案为：一种基于变结构的伺服拒止平台运动的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：计算伺服拒止平台的期望位置和实际位置之间的位置误差，定义为e；

步骤二：根据步骤一的计算结果进行判断，在|e||e₀|、|e₁||e|≤|e₀|、|e₂||e|≤|e₁|、|e|≤|e₂|四种情况下，对应采用四种不同的控制策略计算输出速度；

其中，e₀是电机的最高转速ω₀和P控制器按对应控制策略计算的输出速度之间的切换点；e₁是图像可识别的最大角度位置；e₂是满足图像识别要求的最大速度ω₁和PI控制器按对应控制策略计算的输出速度之间的切换点；