一种运动平台光电跟踪系统二级稳定扰动解耦方法
【专利摘要】本发明提供一种运动平台光电跟踪系统二级稳定扰动解耦方法，主要用于解耦跟踪机架陀螺信息中的跟踪信号和扰动信号，估计出机架粗稳定剩余扰动量，利用跟踪镜抑制解耦出来的扰动，构成二级稳定，实现高精度视轴稳定。具体涉及到利用内模原理来解耦扰动。跟踪机架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df(s)就是粗稳定的残余扰动量。将解耦出来的df(s)前馈控制到跟踪镜就构成了二级稳定。跟踪机架采用陀螺闭环反馈不仅能实现粗稳定，同时可以减小由机架特性变化对的影响，从而保证扰动解耦的精度。本发明简单有效，工程实现容易。
【专利说明】一种运动平台光电跟踪系统二级稳定扰动解耦方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于惯性稳定控制领域，具体涉及一种运动平台光电跟踪系统二级稳定扰 动解耦方法。
【背景技术】
[0002] 运动载体上的光电系统视轴会受到载体扰动的影响，因此，必须建立稳定控制分 系统，隔离载体扰动，使系统视轴不受扰动的影响。目前常用的惯性稳定控制方案是在跟踪 机架上安装惯性速率传感器，机架采用惯性速率传感器反馈闭环。但是由于机架惯性大， 机架速度稳定回路带宽低，扰动抑制能力有限；而高精度的惯性传感器体积大、重量大、成 本高，不便于安装在快反镜上。因此，利用机架惯性传感器本身的扰动信息前馈控制到快 反镜，构成二级稳定是一种有效的方法。对于跟踪系统来说，机架惯性传感器会包含跟踪 信息和扰动信息，如何从机架惯性传感器信息中解耦得到粗稳定剩余扰动是二级稳定的关 键。一种常用的二级稳定扰动解耦方法是采用高通滤波法，此种方法的优点是简单，但是会 造成滤波后剩下的扰动信号低频部分相位超前，从而使得二级稳定有效的扰动抑制频段很 窄。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种运动平台光电跟踪 系统二级稳定扰动解耦方法，用于解耦机架惯性传感器中粗稳定剩余扰动信息，将解算得 到的扰动前馈到快反镜构成二级稳定，以获得高精度的视轴稳定结果。
[0004] 本发明解决上述技术问题提供的技术方案为：一种运动平台光电跟踪系统二级稳 定扰动解耦方法，该方法的步骤如下：
[0005] 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，分 别敏感机架方位轴和俯仰轴角速度。机架方位轴和俯仰轴分别采用陀螺A、E反馈闭环，构 成粗稳定回路。粗稳定回路的闭环特性为
【权利要求】
1. 一种运动平台光电跟踪系统二级稳定扰动解耦方法，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，分别敏 感机架方位轴和俯仰轴角速度，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：
其中=G1(S)为粗稳定回路闭环特性A1(S)为粗稳定回路控制器^(ShAP(S)为真实机架 速度特性T1(S)为机架速度特性模型；AP(S)为机架速度特性模型误差；
步骤（2)、建立粗稳定回路模型;；，、 '将目标角速度作为机 G丨⑷ 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)，
其中：df(S)为粗稳定剩余扰动角速度；COrat(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；R(S)为机架 粗稳定回路输入信号；d(s)为外部扰动。由于将跟踪机架陀螺闭环整体特性当 作扰动解耦的被控对象，减小了机架自身特性变化对扰动解耦精度的影响，即：
;一般设计 C1 (s)P1 (s)的值比较大，则G1⑴,因此df(s)就代表了机架粗稳定剩余扰 动量； 步骤（3)、将解耦出来的粗稳定剩余扰动df(s)积分并前馈到跟踪镜位置回 路，就构成二级稳定，采用该扰动解耦方法构成的二级稳定全系统扰动抑制能力为：
即运动平台光电跟踪系统全系统的扰动抑制能力 为粗稳定扰动抑制加精稳定扰动抑制能力，其中，1
为快反镜位 置回路闭环特性；Y(S)为系统视轴位置输出；d(s)为外部扰动角速度；Wvel (s) =C1(S) (P1GKAP(S)) ;C3为二级稳定扰动前馈控制器；C2 (s)为快反镜位置回路控制器；P2 (s)为 快反镜位置特性。
【文档编号】G06F19/00GK104266663SQ201410507745
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】夏运霞, 包启亮, 吴琼雁, 刘子栋, 刘翔, 向春生 申请人:中国科学院光电技术研究所