跟踪系统中基于角度信息的前馈控制方法

摘要

本发明公开一种跟踪系统中基于角度信息的前馈控制方法，在控制对象上面安装有编码器和CCD探测器，CCD探测器接收编码器的角度信息和目标的轨迹信息并对角度信息和目标的轨迹信息做相减处理，提取目标脱靶量；跟踪控制器接收并将目标脱靶量生成并输出跟踪控制信号；第一相加单元对目标脱靶量和角度信息做加处理，提取出目标的轨迹信息；Kalman滤波器接收并从提取出的目标轨迹信号中获取目标的速度、加速度信号；前馈控制器将目标的速度、加速度信号生成并输出前馈控制信号；第二相加单元接收并对前馈控制信号和跟踪控制信号做相加处理，生成并输出驱动控制信号，用于驱动控制对象，实现对目标脱靶量的闭环校正。

主权项

一种跟踪系统中基于角度信息的前馈控制方法，其特征在于：步骤S1：在控制对象上面安装有编码器和CCD探测器，CCD探测器接收编码器的角度信息和目标的轨迹信息，CCD探测器对编码器的角度信息和目标的轨迹信息做相减处理，提取目标脱靶量，目标脱靶量和编码器的角度信息在时刻上要对齐；由跟踪控制系统的误差传递函数为$\mathrm{Error}\left(s\right)=\frac{[1-e^{{-T}_{1}s}D\left(s\right)G_{\mathrm{ff}}\left(s\right)G_p\left(s\right)]}{1+G_c\left(s\right)G_p\left(s\right)e^{-\mathrm{Ts}}+(e^{-\mathrm{Ts}}-e^{-T_{1}s})D\left(s\right)G_{\mathrm{ff}}\left(s\right)G_p\left(s\right)}$可以知道，T≠T₁闭环单元的稳定性受到破坏；表明目标脱靶量和编码器的角度信息在时刻上要对齐，否则前馈控制器无法实施；式中：为延迟因子；D(s)为Kalman滤波器的传递函数；G_ff(s)为前馈控制器的传递函数；G_p(s)为控制对象的传递函数；G_c(s)为跟踪控制器的传递函数；e^‑Ts为CCD探测器特性的传递函数；T为目标脱靶量滞后时间；T₁为当前时刻编码器信号比理想时刻编码器角度信号延迟时间；步骤S2：跟踪控制器接收目标脱靶量，并将目标脱靶量生成并输出跟踪控制信号；步骤S3：第一相加单元对目标脱靶量和编码器角度信息做加处理，提取出目标轨迹信息；步骤S4：Kalman滤波器接收提取出的目标轨迹信号，并利用Kalman滤波器从提取出的目标轨迹信号中获取目标的速度、加速度信号；步骤S5：前馈控制器将目标的速度、加速度信号生成并输出前馈控制信号；步骤S6：第二相加单元接收前馈控制信号和跟踪控制信号，并对前馈控制信号和跟踪控制信号做相加处理，生成并输出驱动控制信号，用于驱动控制对象，实现对目标脱靶量的闭环校正。