[发明专利]两轴平衡环架的扰动补偿装置

摘要

本发明公开了一种两轴平衡环架的扰动补偿装置，该扰动补偿装置(5)安装在平衡环架的外框架轴(9)上；A电机(2)与A电位器(2A)同轴安装在内框架轴(7)上，A电机(2)用于驱动内框架轴(7)转动，从而实现摄像机(1)的俯仰运动，A电位器(2A)用于敏感内框架轴(7)在转动状态下产生的内框转角θ₇；B电机(3)与B电位器(3A)同轴安装在外框架轴(9)上，B电机(3)用于驱动外框架轴(9)转动，从而实现摄像机(1)的方位运动，B电位器(3A)用于敏感外框架轴(9)在转动状态下产生的外框转角θ₉；然后采用坐标变换方法，将飞行器的三轴角速度变换到摄像机光轴所在的坐标系下，然后利用融合→分配F₃将飞行器的三个角速度分量融合、分配来隔离飞行器运动对摄像机光轴的耦合扰动，从而使摄像机的光轴保持稳定。

主权项

1、一种两轴平衡环架的扰动补偿装置，摄像机(1)安装在平衡环架的内框架轴(7)上，平衡环架安装在飞行器外壳(8)上，飞行器的导航系统中包括有三只速率陀螺(6)，三只速率陀螺(6)用于分别将敏感到的飞行器的x轴角速度分量y轴角速度分量z轴角速度分量输出给一次变换器(51)，其特征在于：该扰动补偿装置(5)安装在平衡环架的外框架轴(9)上；A电机(2)与A电位器(2A)同轴安装在内框架轴(7)上，A电机(2)用于驱动内框架轴(7)转动，从而实现摄像机(1)的俯仰运动，A电位器(2A)用于敏感内框架轴(7)在转动状态下产生的内框转角θ₇；B电机(3)与B电位器(3A)同轴安装在外框架轴(9)上，B电机(3)用于驱动外框架轴(9)转动，从而实现摄像机(1)的方位运动，B电位器(3A)用于敏感外框架轴(9)在转动状态下产生的外框转角θ₉；扰动补偿装置(5)由一次变换器(51)、二次变换器(52)、通道选择器(53)和电机控制器(54)构成；一次变换器(51)对接收的A角速度测量值B角速度测量值C角速度测量值外框转角θ₉采用一次坐标矩阵F1=Δω1x=ω^Axcosθ9+ω^Bysinθ9ω1y=-ω^Axsinθ9+ω^Bycosθ9ω1z=ω^Cz+θ.9]]>转换处理得到外框坐标系下x轴的角速度分量ω_1x、y轴的角速度分量ω_1y、z轴的角速度分量ω_1z输出给二次变换器(52)；一次坐标矩阵F1中，表示外框转角θ₉的微分；二次变换器(52)对接收的外框坐标系下x轴的角速度分量ω_1x、y轴的角速度分量ω_1y、z轴的角速度分量ω_1z、内框转角θ₇采用二次坐标矩阵F2=Δω2x=ω1xcosθ7+ω1zsinθ7ω2y=ω1y+θ.7ω2z=ω1xsinθ7+ω1zcosθ7]]>转换处理得到内框坐标系下x轴的角速度分量ω_2x、y轴的角速度分量ω_2y、z轴的角速度分量ω_2z输出给通道选择器(53)；二次坐标矩阵F₂中，表示内框转角θ₇的微分；通道选择器(53)根据接收的内框坐标系下x轴的角速度分量ω_2x、y轴的角速度分量ω_2y、z轴的角速度分量ω_2z采用融合→分配F3=Δωpc1=ω2ycosβ-ω2zsinβωpc2=ω2ysinβ+ω2zcosβ]]>的变换处理得到待补偿俯仰角速度ω_pc1、待补偿方位角速度ω_pc2输出给电机控制器(54)；融合→分配F₃中，β表示内框坐标系下x轴的角速度分量ω_2x的积分的增量；电机控制器(54)根据接收到的俯仰角速度ω_pc1、方位角速度ω_pc2采用PID算法进行A电机(2)、B电机(3)驱动信号的解算，从而输出电机驱动信号u_A、u_B，分别对A电机(2)、B电机(3)进行控制，最终达到对内框架轴(7)、外框架轴(9)的运动控制；经两轴平衡环架的扰动补偿装置补偿后，二次变换器(52)将摄像机俯仰角速度ω₇、摄像机方位角速度ω₉输出给飞行器导航系统，形成一个负反馈闭环补偿。