单轴气浮台高精度跟踪控制的干扰力矩测定方法和系统与流程

技术特征：

1.一种单轴气浮台高精度跟踪控制的干扰力矩测定方法，其特征在于，该方法包含：

S1、选定气浮台机动过程的位置特征点；

S2、气浮台靠近第一个选定特征点稳定，建立初始状态；

S3、气浮台采用PD控制方法和角度误差限幅机动至所有选定的位置特征点，记录气浮台位于所有选定的位置特征点处于平衡时的干扰力矩和气浮台角度；

S4、根据选定的位置特征点处于平衡时的干扰力矩和气浮台角度，使用最小二乘算法得到干扰力矩幅值与气浮台平衡位置角度，确定气浮台机动过程中各位置处的干扰力矩。

2.如权利要求1所述的单轴气浮台高精度跟踪控制的干扰力矩测定方法，其特征在于，所述S1中，选定气浮台机动过程的位置特征点根据跟踪指令信号选定；跟踪指令由测量敏感器测算得到。

3.如权利要求1或2所述的单轴气浮台高精度跟踪控制的干扰力矩测定方法，其特征在于，所述位置特征点选定气浮台机动过程中计划经过的5至10个点作为位置特征点，位置特征点之间均匀间隔选取。

4.如权利要求1所述的单轴气浮台高精度跟踪控制的干扰力矩测定方法，其特征在于，所述S3包含：

S3.1、使用PD控制方法和角度误差限幅控制气浮台进行机动，将气浮台机动至选定的特征位置点k处，稳态控制时T_c(k)+T_d＝0，由此可得到平衡点处的干扰力矩T_d，并记录气浮台角度所使用的控制律如式(1)

其中，T_c为控制力矩，K_p为比例系数；K_d为微分系数，为角度误差限幅值，Δω_max为机动中允许的最大角速度差值，Δω为角速度差值，为气浮台角度变化值；

S3.2、判断是否完成所有选定的位置特征点处于平衡时的干扰力矩和气浮台角度，若否则跳转到S3.1，若是则所有选定特征位置点的干扰力矩测量完成。

5.如权利要求1所述的单轴气浮台高精度跟踪控制的干扰力矩测定方法，其特征在于，所述S4包含：

S4.1、以正弦函数形式描述干扰力矩；设气浮台干扰力矩形式为：

将其展开可得式(2)：

S4.2、将所测得所有选定特征位置点的气浮台角度信息与干扰力矩大小带入式(2)联立等式，写成矩阵形式(3)：

S4.3、通过参数变换得到线性方程形式表达式，令

可得ΦX＝Y；

S4.4、使用最小二乘算法得到干扰力矩幅值与气浮台平衡位置角度，从而确定机动过程中各位置处的干扰力矩；

使用最小二乘公式可得式(4)

X＝(Φ^TΦ)^-1Φ^TY (4)

式(4)中(Φ^TΦ)^-1Φ^T即为Φ的伪逆，由奇异值分解法求得，从而可算出干扰力矩函数幅值与平衡点相位如式(5)：

得到干扰力矩模型如式(6)：

6.如权利要求1所述的单轴气浮台高精度跟踪控制的干扰力矩测定方法，其特征在于，所述选定气浮台机动过程的位置特征点之前，先根据试验细则选定试验设备并搭建试验系统，通过气浮台类单摆特性完成气浮台配平工作。

7.一种单轴气浮台高精度跟踪控制的干扰力矩测定系统，其特征在于，该系统包含：

位置特征点选定模块，其选定气浮台机动过程的位置特征点；

气浮台控制模块，其接收选定的位置特征点，控制气浮台靠近第一个选定特征点稳定建立初始状态；并控制气浮台采用PD控制方法和角度误差限幅机动至所有选定的位置特征点；

检测模块，其记录气浮台位于所有选定的位置特征点处于平衡时的干扰力矩和气浮台角度；

干扰力矩测定模块，其根据选定的位置特征点处于平衡时的干扰力矩和气浮台角度，使用最小二乘算法得到干扰力矩幅值与气浮台平衡位置角度，确定气浮台机动过程中各位置处的干扰力矩。