一种运动平台光电跟踪系统二级稳定扰动解耦方法

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。

主权项

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；C₁(s)为粗稳定回路控制器；P₁(s)+ΔP(s)为真实机架速度特性；P₁(s)为机架速度特性模型；ΔP(s)为机架速度特性模型误差；步骤(2)、建立机架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)，其中：df(s)为粗稳定剩余扰动角速度；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；R(s)为机架粗稳定回路输入信号；d(s)为外部扰动角速度，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，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；W_vel(s)＝C₁(s)(P₁(s)+ΔP(s))；C₃(s)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。