[发明专利]一种光电稳定平台控制器在线自整定方法及装置

摘要

本发明涉及一种光电稳定平台控制器在线自整定方法及装置，通过平台模态测试，得到包含平台结构传递函数的平台控制系统模型。当平台在因结构特性变化引起失稳时，可以通过监测平台控制系统响应并在线自整定参数，保证平台控制系统性能。通过平台模态测试，依据采集的激励响应数据进行平台模态测试，获取包含平台结构传递函数的平台控制系统模型，为平台在线自整定控制器设计提供可靠依据。系统可根据需要任意配置数据采集通道、输出通道、采样率和应用对象。可实现两轴四框、两轴两框等多种平台构型的平台控制器设计。

主权项

1.一种光电稳定平台控制器在线自整定方法,其特征在于步骤如下：步骤1、建立平台的结构传递函数模型：平台的结构传递函数模型是一组由多阶固有频率、模态阻尼比确定的二阶系统的并联，其具体表达式为：式中Gij(s)为第i阶模态第j自由度响应对应的传递函数，φij是第i阶模态振型中第j自由度的振动幅值，φij是第i阶模态振型中激励自由度k处的振动幅值，Fk为第k个自由度的激励力或者扭矩，Mi为第i阶模态对应的归一化质量，ξi为第i阶模态阻尼比，ωi为第i阶模态的固有频率；步骤2、获取结构传递函数中每阶模态的固有频率、振型及模态阻尼比：采用ANSYS有限元方法，对平台结构进行模态分析，获得平台结构各阶模态；依据模态分析的结果，采用EFI法确定测试点，将三轴加速度传感器粘贴于测试点；对应平台的X,Y,Z 3个方向选择3个激励点，以移动力锤对激励点进行敲击，并采集三轴加速度传感器得到加速度响应信号；以复模态指示函数法CMIF，对加速度响应信号的功率谱进行奇异值分解SVD，然后通过峰值拾取法PP和半功率点法得到模态频率和模态阻尼；采用模态置信准则MAC进行模态模型的检验步骤3、确定影响平台控制系统的模态频率：将步骤1的平台结构传递函数引入平台控制系统模型，通过Matlab仿真软件进行平台控制系统仿真分析，得到影响控制系统的模态频率，将影响控制系统的模态频率输入至平台控制器；步骤4、平台控制器在线自整定：平台控制器通过实时监测平台上陀螺输出并对陀螺输出数据进行快速傅里叶变换FFT处理得到平台当前的谐振频率，当该谐振频率在影响控制系统的模态频率范围，且幅值达到系统失稳的上限阈值，则启动控制器参数自整定流程，调整平台控制器算法中陷波器Notch Filter陷波频率，滤除谐振频率信号，保证平台控制系统性能。