[发明专利]一种航空遥感惯性稳定平台双速度环控制方法

摘要

本发明提供了一种航空遥感惯性稳定平台双速度环控制方法，该方法利用串级控制的优势，针对视轴稳定控制中单速度环对干扰力矩抑制的不足，采用以编码器进行数字测速构成速度内环，利用速率陀螺构成速度外环的双速度环复合控制方案，将稳定回路的抗内部干扰功能和隔离外界干扰功能分开设计实现，提高了系统的稳定精度。本发明不需额外的传感器，通过控制算法的改进构成复合控制，具有结构简单，便于工程实现的特点。

主权项

一种航空遥感惯性稳定平台双速度环控制方法，其特征在于：该方法基于“跟踪环+稳定环+电流环”的三环复合控制系统，根据框架编码器、陀螺的输出信号，将稳定环设计为由编码器差分得到框架间相对角速度的速度内环以及由速率陀螺得到框架相对惯性空间的角速度的速度外环，通过稳定回路双速度环克服了单速度环在抑制扰动方面的不足，增强控制系统扰动抑制能力，具体包括以下步骤：步骤（1）、建立航空遥感惯性稳定平台三环复合控制系统分为以下三个步骤：步骤1）、建立电流环反馈回路；步骤2）、建立双速度环稳定反馈回路，得到单、双速度环稳定反馈回路输出角速度相对于载体运动干扰角速度和平台内部干扰力矩的传递函数：单速度环稳定反馈回路输出角速度相对于载体运动干扰角速度和平台内部干扰力矩的传递函数为： ω o = W M ( s ) 1 + KW wd ( s ) W c ( s ) W M ( s ) M d + 1 1 + KW wd ( s ) W c ( s ) W M ( s ) ω d 双速度环稳定反馈回路输出角速度相对于载体运动干扰角速度和平台内部干扰力矩的传递函数为： ω o = W M ( s ) 1 + ( K + KW wd ( s ) ) W zs ( s ) W c ( s ) W M ( s ) M d + 1 + KW zs ( s ) W c ( s ) W M ( s ) 1 + ( K + KW wd ( s ) ) W zs ( s ) W c ( s ) W M ( s ) ω d 其中，ωd为载体运动干扰角速度，K为电机力矩系数KT与传动比Kgr的乘积，Md为平台内部干扰力矩，WM(s)为稳定平台传递函数，Wc(s)为电流环调节器，Wwd(s)为陀螺稳定环调节器，Wzs(s)为编码器速度环调节器；步骤3）、建立跟踪环位置反馈回路；步骤（2）、建立双速度环稳定回路分为以下两个步骤：步骤1）、设计以编码器进行数字测速构成的速度内环反馈回路，编码器用来测量框架间以及框架与基座之间的相对角度，通过差分可以得到相对角速度，由于差分存在放大噪声的缺点，所以经过滤波可以得到比较好的相对角速度信号，分别将横滚框、俯仰框编码器测得的相对角速度信号作为反馈信号构成各框架速度内环反馈回路；步骤2）、设计以速率陀螺构成的速度外环反馈回路，速率陀螺用来测量框架相对惯性空间的角速度，分别将横滚框、俯仰框速率陀螺测得的相对惯性空间的角速度信号作为反馈信 号构成各框架速度外环反馈回路。