[發明專利]基于互補濾波器的成像負載穩定系統控制信息預處理方法

無效

• 申請號: 201110273070.0
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102435167A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 扈光鋒;王子靜;李文耀;尚克軍;周祖洋;謝仕民;張凌宇;王黎斌;劉輝;徐策;徐丹;張勤拓;周東靈;李邦清;劉峰
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G01C21/18;G01P9/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于一種成像負載穩定系統控制信息預處理方法，具體涉及一種基于互補濾波器的成像負載穩定系統控制信息預處理方法。

背景技術

在成像負載穩定平臺中，為實現平臺的穩定控制，首先需要解決平臺角運動信息的實時、準確測量問題，傳統解決方法是采用高性能傳感器進行測量，這可能導致系統成本、體積、重量等不能滿足需求，隨著MEMS技術和信息處理技術的發展，采用MEMS傾角傳感器與MEMS速率陀螺對平臺運動信息進行高性能測量具有重要的工程意義。

MEMS傾角傳感器對平臺低頻運動角度信號可進行較好的測量，但當平臺高頻運動時，其測量明顯失真，而且其內在的測量原理導致輸出的角度測量信息總有延遲；MEMS速率陀螺對平臺角速度信號具有很好的測量性能(延時小，無失真)，但其測量存在漂移，因此，單獨應用MEMS傾角傳感或MEMS速率陀螺均不能實現平臺角度信息的實時準確測量。

發明內容

本發明的目的在于提高對成像負載穩定系統角運動信息的測量性能，提供一種基于互補濾波器的成像負載穩定系統控制信息預處理方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種基于互補濾波器的成像負載穩定系統控制信息預處理方法，具體包括如下步驟：

步驟一、根據傾角傳感器與速率陀螺的傳輸特性建立傳輸模型；

步驟二、根據傾角傳感器與速率陀螺的傳輸模型得到互補的高、低通濾波器；

步驟三、通過低通濾波器對傾角傳感器輸出進行濾波，獲得低頻區域信息，通過高通濾波器對速率陀螺輸出進行濾波后積分，獲得高頻區域信息；將低頻區域信息與高頻區域信息進行融合，獲得平臺角度信息的估計值。

如上所述的一種基于互補濾波器的成像負載穩定系統控制信息預處理方法，其中：步驟一中，所述傾角傳感器傳輸模型如下：

AI(s)=1τs+1]]>

其中，τ——傾角傳感器時間常數，本實施例中，τ＝0.25，

??????s——拉式變換算子；

所述速率陀螺傳輸模型如下：

??????????????????????????V_g(s)＝1

s——拉式變換算子。

如上所述的一種基于互補濾波器的成像負載穩定系統控制信息預處理方法，其中：所述步驟二中低通濾波器、高通濾波器、傾角傳感器、速率陀螺模型滿足如下公式：

???????????????????s·V_g(s)·F₂(s)+A_I(s)·F₁(s)＝1

其中F₁(s)為低通濾波器，F₂(s)為高通濾波器。

如上所述的一種基于互補濾波器的成像負載穩定系統控制信息預處理方法，其中：所述低通濾波器選為

F1(s)=(2Ts+τ)s+1(Tss+1)2]]>

其中，T_s為常數，取值范圍為τ的50～100倍。