[发明专利]一种运动平台光电跟踪系统全频段扰动解耦方法

摘要

本发明提供一种运动平台光电跟踪系统全频段扰动解耦方法，主要用于解耦跟踪机架陀螺信号中的目标运动信息和扰动信息，估计出粗稳定之后剩余的全频段扰动信息。在跟踪机架方位轴和俯仰轴上分别安装角速率陀螺A和E，机架速度回路采用陀螺反馈闭环构成粗稳定，整个粗稳定回路的模型记为将目标角速度同时作为机架粗稳定回路的输入和其模型的输入，二者输出之差再乘以低通滤波器得到扰动低频部分d1(s)；将陀螺测量信号乘以高通滤波器得到扰动高频部分d2(s)；将d1(s)和d2(s)相加就得到粗稳定抑制之后的全频段扰动且不包含目标运动信息。本发明不用增加额外的传感器，简单有效，工程容易实现。

主权项

1.一种运动平台光电跟踪系统全频段扰动解耦方法，其特征在于，实现步骤如下：步骤(1)、在跟踪机架方位轴和俯仰轴上分别安装角速率陀螺A、角速率陀螺E，测量机架方位轴和俯仰轴在惯性空间角速度，机架方位轴和俯仰轴分别采用角速率陀螺A、角速率陀螺E反馈闭环，构成粗稳定回路，粗稳定回路的闭环特性为：机架输出速度为：即陀螺测量信号包含目标运行信息和扰动信息，其中：G₁(s)为粗稳定回路闭环特性；C₁(s)为粗稳定回路控制器；P₁(s)+△P(s)为真实机架速度特性；P₁(s)为机架速度特性模型；△P(s)为机架速度特性模型误差；d(s)为粗稳定抑制之后的剩余扰动；步骤(2)、建立粗稳定回路模型将目标角速度作为机架粗稳定回路的输入，同时送给机架粗稳定回路模型将二者输出相减得到df(s)，再将df(s)乘以低通滤波器F_L(s)得到d₁(s)，其中：ω_out(s)为真实机架输出角速度；为机架粗稳定回路模型输出角速度；为机架粗稳定回路模型；ω_in(s)为目标角速度；D(s)为外部扰动角速度；由于将跟踪粗稳定回路闭环整体特性当作扰动解耦的被控对象，同时将df(s)乘以低通滤波器，大大降低了机架自身特性变化对扰动解耦精度的影响，即：在低频段一般设计C₁(s)P₁(s)＞＞1，则d₁(s)＝d(s)F_L(s)，d₁(s)就代表了经粗稳定之后剩余扰动的低频部分，且不包含目标运动信息；步骤(3)、将陀螺测量信号乘以高通滤波器得到d2(s)，d2(s)＝ωout(s)FH(s)＝(G1(s)ωin(s)+d(s))FH(s)，一般目标运动频率很低，即G1(s)ωin(s)FH(s)≈0，则d2(s)＝d(s)FH(s)就代表了经粗稳定之后剩余扰动的高频部分，且不包含目标运动信息；步骤(4)、将d1(s)和d2(s)相加得到d3(s)，设计FL(s)+FH(s)＝1，d3(s)＝d1(s)+d2(s)＝d(s)FL(s)+d(s)FH(s)＝d(s)，即d3(s)代表经粗稳定抑制之后的剩余扰动，且不包含目标运动信息，实现了对陀螺测量信号的全频段扰动解耦。