[發(fā)明專(zhuān)利]一種改進(jìn)的基于多閉環(huán)的快反鏡擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710139656.5
• 申請(qǐng)日: 2017-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106814624A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧超;毛耀;任維;劉瓊;張超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種改進(jìn)的基于多閉環(huán)的快反鏡擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償控制方法，其特征在于：該方法步驟如下：

步驟(1)：在快反鏡穩(wěn)定平臺(tái)的兩偏轉(zhuǎn)軸上分別安裝陀螺和加速度計(jì)，用以分別敏感平臺(tái)兩軸在慣性空間運(yùn)動(dòng)的角速度和角加速度；

步驟(2)：通過(guò)頻率響應(yīng)測(cè)試儀獲取平臺(tái)的加速度頻率對(duì)象特性模型G_a(s)，用于實(shí)現(xiàn)高帶寬加速度環(huán)；

步驟(3)：在獲取到被控對(duì)象模型G_a(s)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)加速度控制器C_a(s)實(shí)現(xiàn)加速度閉環(huán)，然后設(shè)計(jì)速度控制器C_v(s)實(shí)現(xiàn)速度反饋閉環(huán)，最后利用圖像傳感器CCD實(shí)現(xiàn)位置控制器C_p(s)和位置閉環(huán)，這樣就實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的三環(huán)閉環(huán)控制；

步驟(4)：在加速環(huán)內(nèi)構(gòu)建改進(jìn)的擾動(dòng)觀測(cè)器，添加理論對(duì)象是快反鏡穩(wěn)定平臺(tái)的測(cè)量對(duì)象模型，與真實(shí)對(duì)象模型G_a(s)的近似，把加速度控制器的輸出同時(shí)分別輸入給G_a(s)和這樣利用兩者的輸出量做差，可觀測(cè)出擾動(dòng)角加速度量，也就是擾動(dòng)力矩；

步驟(5)：設(shè)計(jì)前饋補(bǔ)償控制器C_f(s)，把觀測(cè)出的擾動(dòng)角加速度量轉(zhuǎn)換為加速度控制給定量來(lái)進(jìn)行前饋補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)加速度，也就是擾動(dòng)力矩的抵消。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的基于多閉環(huán)的快反鏡擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償控制方法，其特征在于：步驟(3)中加速度控制器C_a(s)設(shè)計(jì)為滯后控制器，模型參考如下：

$C_a\left(s\right)=\frac{K_a}{s}\·\frac{T_{e}s+1}{T_{1}s+1}$

其中，K_a為控制器增益，T_e為加速度對(duì)象模型中滯后因子，T₁為滯后補(bǔ)償因子，加速度閉環(huán)后，改善了被控對(duì)象特性，因此速度控制器C_v(s)和位置控制器C_p(s)可設(shè)計(jì)為PI控制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的基于多閉環(huán)的快反鏡擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償控制方法，其特征在于：步驟(5)中前饋補(bǔ)償控制器的前饋節(jié)點(diǎn)為加速度控制給定，也就是加速度控制器的輸入節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的基于多閉環(huán)的快反鏡擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償控制方法，其特征在于：步驟(5)中前饋補(bǔ)償控制器C_f(s)設(shè)計(jì)為如下帶低通濾波器的控制器模型：

其中，K_f為前饋控制器增益，T_f為低通濾波器濾波帶寬因子，為快反鏡自然頻率，ξ為快反鏡本身阻尼因子，當(dāng)前饋補(bǔ)償器設(shè)計(jì)為如上模型后，整個(gè)擾動(dòng)觀測(cè)補(bǔ)償器呈現(xiàn)一個(gè)微分特性，把擾動(dòng)加速度進(jìn)行微分為加加速度，從而在本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)基于擾動(dòng)抑制的加加速度前饋控制，有力地提高擾動(dòng)抑制能力。