[发明专利]基于反向力矩的光电吊舱稳像控制装置及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于反向力矩的光电吊舱稳像控制装置及控制方法，包括一套作动机构、测量元件以及控制方法；测量元件负责采集振动环境下光电吊舱的角速度；角速度通过实时嵌入式控制系统解算出所需的控制力矩；控制力矩信号经由D/A输出到作动机构对光电吊舱进行稳像控制；其中控制方法为自适应陷波方法(Adaptive Disturbance Cancellation，简称ADC方法)。本发明通过在光电吊舱主振方向上安装控制装置有效削弱了其角振动幅值，验证了基于反向力矩的光电吊舱稳像控制方法的有效性，提高了光电吊舱的成像质量。

主权项

1.一种基于反向力矩的光电吊舱稳像控制装置，其特征在于：包括作动机构，测量元件及外壳结构部分；作动机构包括作动器动子安装架(1)、柔性铰链(2)、铰链座(3)、第一作动器动子(4)、第二作动器动子(6)及第一作动器定子(5)、第二作动器定子(7)，作动机构中第一作动器动子(4)、第二作动器动子(6)分别通过底部安装孔与作动器动子安装架(1)固连形成作动机构动子，作动机构动子作为辅助质量；柔性铰链(2)一端与作动机构动子固连，另一端与铰链座(3)固连，形成“天平”结构，柔性铰链在约束作动机构动子转轴位置的同时，还为其提供了作动机构所需的连接刚度，并使作动机构动子在未加控时维持在平衡位置；第一作动器定子(5)、第二作动器定子(7)通过底部安装孔与底座(10)固连；作动机构为本装置核心部分，由ADC控制器输出信号驱动作动机构动子转动，产生的反向力矩则通过第一作动器定子(5)、第二作动器定子(7)及底座(10)作用于光电吊舱，并通过第一作动器动子(4)、第二作动器动子(6)分别与第一作动器定子(5)、第二作动器定子(7)之间的电磁阻尼以及柔性铰链(2)的结构阻尼将角振动能量转化为热量耗散掉，以抑制光电吊舱的角振动；测量元件为微机械陀螺仪(8)，通过测量光电吊舱的振动角速度为ADC控制器提供控制输入；外壳结构部分包括外盖(9)及底座(10)，微机械陀螺仪(8)安装于外盖(9)的内侧，外盖(9)的下端与底座(10)固连，底座(10)与光电吊舱固连，为作动机构与光电吊舱之间提供稳定连接；所述的作动机构中的作动器为音圈电机，包含一个永磁体和一个线圈，第一作动器动子(4)、第二作动器动子(6)为音圈电机永磁体，第一作动器定子(5)、第二作动器定子(7)为音圈电机线圈，其特点为响应快、输出线性度好且行程长，型号为LA14‑17‑000A。