[發明專利]一種基于位置步進的快反鏡高精度跟蹤方法

在審

• 申請號: 201710327832.8
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN108873945A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 孫紅飛
• 申請（專利權）人: 北京遙感設備研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

本發明公開了一種基于位置步進的快反鏡高精度跟蹤方法，通過角誤差獲取單元（1）、跟蹤校正模塊（2）、位置指令輸出模塊（3）和快反鏡執行單元（4）構成的快反鏡跟蹤系統來實現。其中角誤差獲取單元（1）的輸出端與跟蹤校正模塊（2）的輸入端相連；位置指令輸出模塊（3）的一個輸入端與跟蹤校正模塊（2）的輸出端相連，其另一個輸入端與快反鏡執行單元（4）的輸出端相連。本發明對角誤差進行頻域校正，并采用快反鏡位置步進執行的方式實現對目標的高精度跟蹤，解決了傳統快反鏡跟蹤穩定性不高、增益低的問題。

技術領域

本發明涉及一種快反鏡跟蹤方法，特別是一種基于位置步進的快反鏡高精度跟蹤方法。

背景技術

快速轉向反射鏡（簡稱快反鏡）一般由音圈電機或壓電陶瓷驅動，因具有高帶寬、高精度特點，被廣泛的用在天文望遠鏡、圖像穩定、激光通信、瞄準光學等系統中。快反鏡系統用作成像系統跟蹤時，由于成像系統對目標角誤差測取過程不可避免帶來的延時以及幀頻限制，傳統快反鏡跟蹤直接執行目標位置量，跟蹤穩定性不高、增益低。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于位置步進的快反鏡高精度跟蹤方法，解決傳統快反鏡跟蹤穩定性不高、增益低的問題。

一種基于位置步進的快反鏡高精度跟蹤方法的具體步驟為：

第一步 搭建快反鏡跟蹤系統

快反鏡跟蹤系統，包括：角誤差獲取單元、跟蹤校正模塊、位置指令輸出模塊和快反鏡執行單元。

角誤差獲取單元的功能為：通過成像及信息處理系統測得目標位置偏離中心的角誤差；

跟蹤校正模塊的功能為：通過頻域設計校正跟蹤回路的帶寬和增益，輸出校正后的位置步進量；

位置指令輸出模塊的功能為：從快反鏡執行單元獲取快反鏡當前位置，疊加上跟蹤校正模塊輸出的位置步進量，得到位置指令；

快反鏡執行單元的功能為：執行位置指令輸出模塊輸出的位置指令，并反饋當前位置。

其中角誤差獲取單元的輸出端與跟蹤校正模塊的輸入端相連；位置指令輸出模塊的一個輸入端與跟蹤校正模塊的輸出端與相連，其另一個輸入端與快反鏡執行單元的輸出端相連。

第二步 跟蹤校正模塊確定位置步進量

快反鏡跟蹤系統工作時，角誤差獲取單元測得目標與視線軸的角誤差輸出至跟蹤校正模塊。跟蹤校正模塊利用頻域校正的方式壓低跟蹤回路帶寬并提高低頻增益。校正傳遞函數為，

其中：

為傳遞函數零點時間常數；

為傳遞函數增益；

為角誤差獲取單元輸出的角誤差；

為校正輸出的位置步進量。

跟蹤校正模塊將角誤差處理為快反鏡位置步進量輸出至位置指令輸出模塊。

第三步 位置指令輸出模塊得到快反鏡位置指令并通過快反鏡執行單元驅動執行位置指令輸出模塊獲取當前快反鏡執行單元反饋的快反鏡當前位置，疊加上跟蹤校正模塊給出的位置步進量，得到新的位置指令并輸出至快反鏡執行單元驅動快反鏡執行。隨著整個跟蹤回路閉環的進行，角誤差減小收斂，實現對目標的高精度跟蹤。

至此完成了基于位置步進的快反鏡高精度跟蹤。

本方法通過頻域設計方法將角誤差校正為合適帶寬、高增益的位置步進量，進而驅動快反鏡執行，有效的提高了成像系統快反鏡的跟蹤穩定性和跟蹤精度。

附圖說明

圖1 一種基于位置步進的快反鏡高精度跟蹤方法中控制流程圖。