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全频段扰动解耦方法。
背景技术
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，构成精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目标运动信息和扰动信息，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精稳定的关键。一般目标运动频率较低，一种常用的扰动解耦方法是采用高通滤波法，此种方法的优点是简单，但是会损失低频部分扰动信息。另外采用扰动观测量进行扰动观测依赖于被控对象模型的准确性，频率越高模型越不准确，难以实现宽频的扰动解耦。
技术实现要素：
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全频段扰动解耦方法，用于解耦机架惯性传感器测量信号中的目标运动信息与扰动信息，实现全频段扰动解耦。
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全频段扰动解耦方法，该方法的步骤如下：
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：
步骤(2)、建立粗稳定回路模型
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。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明可以实现机架惯性传感器测量信号中目标运动信息和扰动信息的全解耦，得到经粗稳定抑制之后的全频段扰动量；
(2)高、低频段扰动分开解耦，且将机架速度回路闭环整体特性当作低频信号解耦的等效被控对象，大大减小由于机架自身特性变化对扰动解耦精度的影响；
(3)本发明不用增加额外的传感器，算法简单，稳定可靠，工程实现容易。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；其中：1为跟踪机架，2为俯仰轴，3为方位轴，4为角速率陀螺e，5为角速率陀螺a。
图2为采用本发明进行扰动解耦控制结构。
图3为图2中机架陀螺速度反馈粗稳定回路的等效结构图。
图4为本发明扰动解耦结果与系统真实结果对比。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式说明本发明，本领域的技术人员可根据本说明书揭示的内容了解本发明的功效及优点。
图1为本发明运动平台光电跟踪系统结构示意图，包括跟踪机架1、俯仰轴2、方位轴3、角速率陀螺e4、角速率陀螺a5。角速率陀螺a安装在跟踪机架方位轴上，用于敏感方位轴在惯性空间角速度，角速率陀螺e安装在俯仰轴上，用于敏感俯仰轴在惯性空间角速度。
图2为采用本发明进行扰动解耦控制结构，图3为图2中机架陀螺速度反馈粗稳定回路的等效结构图；其中，机架速度回路被控对象特性记为p1(s)+△p(s)；机架速度回路控制器记为c1(s)；机架速度闭环回路模型记为
本发明一种运动平台光电跟踪系统全频段扰动解耦方法，具体步骤如下：
(1)在跟踪机架方位轴和俯仰轴上分别安装角速率陀螺a、e，敏感机架方位轴和俯仰轴角速度。机架速度特性传递函数为：
(2)建立机架速度回路闭环模型
(3)一般目标运动频率很低，，设计
(4)将d1(s)和d2(s)相加得到d3(s)，d3(s)＝d(s)fl(s)+d(s)fh(s)＝d(s)。
图4为本发明扰动解耦结果与系统真实结果对比；其中扰动角速度到系统输出角速度传递函数曲线就是系统真实输出扰动频谱，扰动角速度到解耦角速度传递函数曲线就是本发明扰动解耦输出频谱。采用本发明解耦机架陀螺信息中的目标运动信息和粗稳定抑制之后的剩余扰动信息，扰动解耦结果如图4所示。从图4可知，本发明实现了全频段扰动解耦，且只在2～10hz存在1db以内的微小解耦误差，其它频率处实现精确解耦。解耦结果说明了本发明的有效性。