一种改进的基于捷联式加速度测量的快反镜惯性稳定控制方法与流程

技术特征：

1.一种改进的基于捷联式加速度测量的快反镜惯性稳定控制方法，其特征在于：其具体实施步骤如下：

步骤(1)：在快反镜稳定平台的两偏转轴上分别安装陀螺和加速度计，用以分别敏感平台两轴在惯性空间运动的角速度和角加速度，用以实现高带宽内环，在快反镜基座与两偏转轴同轴的轴线上安装扰动测量加速度计，用以直接敏感扰动量，其采样频率和内环采样频率保持一致；

步骤(2)：通过频率响应测试仪对平台的加速度频率对象特性进行测试，输入为控制器输出值，输出为加速度计采样值，高采样率可获得较高精度的加速度对象模型G_a(s)，用于实现高带宽加速度环；

步骤(3)：在获取到被控对象模型G_a(s)基础上，设计加速度控制器C_a(s)实现加速度闭环，然后设计速度控制器C_v(s)实现速度反馈闭环，最后利用图像传感器CCD实现位置控制器C_p(s)和位置闭环，这样就实现了传统的三环闭环控制；

步骤(4)：通过频率测试仪获得平台的扰动传递特性G_d(s)，这需要把该平台安装在一个扰动测试台上，该平台可直接获取扰动参考量，在测试过程中稳定平台开环，直接驱动扰动测试台运动即可，特性的输入为扰动加速度量，输出为稳定平台受到的扰动加速度量，两者之比即是该平台的扰动传递特性G_d(s)；

步骤(5)：通过被控对象模型G_a(s)和平台的扰动传递特性G_d(s)设计前馈补偿控制器C_f(s)，把测量出的扰动量输入到前馈补偿控制器转换为补偿量，最后把前馈控制器输出与加速度给定量做相减运算，从而实现对扰动加速度的补偿，也就是扰动力矩的抵消。

2.根据权利要求1所述的一种改进的基于捷联式加速度测量的快反镜惯性稳定控制方法，其特征在于：步骤(3)中考虑到加速度对象模型中的二次微分环节，为了避免加速度控制器中出现的二次积分而导致系统饱和，加速度控制器C_a(s)设计为滞后控制器，模型参考如下：

$C_a\left(s\right)=\frac{K_a}{s}\·\frac{T_{e}s+1}{T_{1}s+1}$

其中，K_a为控制器增益，T_e为加速度对象模型中滞后因子，T₁为滞后补偿因子，加速度闭环后，改善了被控对象特性，从而速度控制器C_v(s)和位置控制器C_p(s)可设计为PI控制器。

3.根据权利要求1所述的一种改进的基于捷联式加速度测量的快反镜惯性稳定控制方法，其特征在于：步骤(4)中的扰动传递特性G_d(s)模型参考如下：

$G_d\left(s\right)=\frac{Y_3{s}^2+Y_{2}s+Y_1}{(Z_3{s}^2+Z_{2}s+Z_1)(T_{m}s+1)}$

其中，Y₁、Y₂、Y₃、Z₁、Z₂、Z₃为二阶参数，T_m为对象模型中滞后因子，通过对测量数据的拟合可得到准确模型参数。

4.根据权利要求1所述的一种改进的基于捷联式加速度测量的快反镜惯性稳定控制方法，其特征在于：步骤(5)中前馈补偿控制器C_f(s)设计为如下带低通滤波器的控制器模型：

其中，K_f为前馈控制器增益，T_f为低通滤波器滤波带宽因子，为快反镜自然频率，ξ为快反镜本身阻尼因子，当前馈补偿器设计为如上模型后，整个扰动观测补偿器呈现一个微分特性，把扰动加速度进行微分为加加速度，从而在本质上实现基于扰动抑制的加加速度前馈控制，有力的提高扰动抑制能力。