[发明专利]一种运动平台光电系统高精度视轴稳定控制方法

摘要

本发明公开一种运动平台光电系统高精度视轴稳定控制方法，在跟踪机架方位轴上安装有方位速角率陀螺A，在俯仰轴上安装有俯仰角速率陀螺E，机架采用A、E陀螺反馈闭环实现粗稳定，主要抑制低频扰动；对A、E陀螺信号滤波解耦跟踪信息和扰动信息，得到粗稳定剩余的高频扰动量，利用跟踪快反镜构成精稳定，主要抑制中高频频段扰动；精稳定控制采用前馈控制方法，并对跟踪镜采用位置传感器闭环，将位置闭环整体当作扰动前馈的被控对象，减小因跟踪镜特性变化对扰动前馈的影响。本发明充分利用机架陀螺信息，实现粗稳定加精稳定的复合稳定控制方式，有效的扩展扰动抑制带宽，提高视轴稳定精度，并且结构简单、稳定可靠、工程实现容易。

主权项

1.一种运动平台光电系统高精度视轴稳定控制方法，其特征在于：在机架的方位轴上安装角速率陀螺A测试方位轴角速度，在机架俯仰轴上安装角速率陀螺E测试俯仰轴角速度，机架方位轴和俯仰轴分别采用A、E陀螺反馈闭环，构成粗稳定回路，抑制低频大幅度扰动；对陀螺A、陀螺E信号解耦，分解低频目标跟踪信息和高频扰动角速率信息；将解耦得到陀螺A和陀螺E的扰动角速率积分并前馈控制到跟踪镜的回路，构成精稳定回路，抑制中高频扰动，通过粗稳定和精稳定共同作用得到高精度的视轴稳定，该方法的扰动抑制能力为：其中，Waux(s)＝C3(s)*G2(s)，Wvel(s)＝C1(s)P1(s)；d(s)：扰动；Y(s)：视轴位置；P1(s)：机架速度回路特性；C1(s)：机架速度回路控制器；C2(s)：粗跟踪回路控制器；P2(s)：快反镜特性；C3(s)：精跟踪回路控制器；C4(s)：快反镜位置回路控制器；C5(s)：精稳定控制器；GHF(s)：滤波器；低频段GHF(s)≈0，因此低频段扰动抑制能力为：高频段GHF(s)≈1，因此高频段扰动抑制能力为：公式(1)和公式(3)显示，在低频段，系统扰动抑制能力等于常规控制方法的能力；在高频段，系统扰动能力等于常规扰动抑制加精稳定扰动抑制能力；对陀螺A和陀螺E跟踪信息和扰动信息的解耦方法采用高通滤波解耦，分解低频目标信息和高频扰动信息，同时也能滤掉陀螺漂移；跟踪快反镜采用位置传感器反馈闭环，将闭环后的整体作为高频扰动前馈控制的被控对象，位置回路的带宽比较高，闭环传递函数为高带宽位置内回路的目的减小快反镜特性变化对扰动前馈的影响；精稳定回路不仅对外部扰动具有抑制作用，对内部扰动仍然具有抑制作用。