[发明专利]一种运动载体光电跟踪系统快速目标跟踪控制方法

摘要

本发明提供一种运动载体光电跟踪系统快速目标高跟踪控制方法，在机架方位轴和俯仰轴上安装两只单轴角速率陀螺，分别敏感机架方位轴和俯仰轴在惯性空间的角速率。陀螺信号用于实现惯性稳定控制，同时，利用陀螺测量信号与图像探测器脱靶量合成目标的空间位置。对目标空间位置进行卡尔曼滤波获得目标空间角速度并进前馈，从而提高运动载体上光电跟踪系统对快速目标的跟踪能力。本发明不需要额外的传感器，通过控制算法的改进构成运动平台上的复合跟踪控制，具有结构简单稳定性能高、利于工程实现的特点。

主权项

1.一种运动载体光电跟踪系统快速目标跟踪控制方法，其特征在于：该方法步骤如下：步骤(1)跟踪机架方位轴和俯仰轴上安装角速率陀螺，测量机架在惯性空间的角速度；机架方位轴和俯仰轴采用陀螺信号反馈闭环，速度回路闭环带宽在几到几十赫兹；步骤(2)机架方位轴和俯仰轴采用图像传感器给出的脱靶量进行闭环，构成跟踪回路，跟踪误差为：其中：s为拉普拉斯算子；E(s)为跟踪误差；R(s)为目标位置；G_{C_track}(s)为跟踪控制器；P(s)为速度回路闭环特性再乘以积分器，G_{P_VEL}(s)为机架速度特性，G_{C_VEL}(s)为机架速度回路控制器；步骤(3)在图像跟踪的基础上，将陀螺测量信号积分之后与脱靶量合成目标空间位置，对合成的目标空间位置进行Kalman滤波，得到目标空间角速度，并进行前馈控制，构成运动载体上光电跟踪系统的复合跟踪控制，从而提高系跟踪能力，跟踪误差为：其中：C₂(s)为包含目标位置合成、Kalman滤波和前馈控制器G_C2(s)的等效前馈控制器。