[發明專利]穩定云臺轉動的控制方法及控制系統及穩定云臺

有效

• 申請號: 201710457252.0
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107219863B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 田大鵬;賈平;王中石;王福超
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

1.一種穩定云臺轉動的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步驟：

自檢穩定云臺且穩定云臺的角度初始化為零；

獲取穩定云臺的穩定框架的慣性角速度以及穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息；

獲取穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度；

根據所述穩定云臺的穩定框架的慣性角速度、穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息以及穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度，得到三軸中每個軸的慣性角速度；

根據三軸中每個軸的慣性角速度和穩定環閉環控制指令的參考值，得到穩定環控制量并輸出以控制所述穩定云臺的三軸運動。

2.如權利要求1所述的穩定云臺轉動的控制方法，其特征在于：所述穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息包括俯仰數據、橫滾數據和方位數據。

3.如權利要求1所述的穩定云臺轉動的控制方法，其特征在于：所述穩定閉環控制具體包括超前滯后控制、PID控制和滑模控制的至少其中之一。

4.如權利要求1所述的穩定云臺轉動的控制方法，其特征在于：所述穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息具體包括所述穩定云臺的穩定框架的慣性角速度。

5.如權利要求4所述的穩定云臺轉動的控制方法，其特征在于：根據所述穩定云臺的穩定框架的慣性角速度、穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息以及穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度，得到三軸中每個軸的慣性角速度的公式如下：

其中，θ、γ、分別一一對應為穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度；[ω_px ω_pyω_pz]^T分別為三軸中每個軸的慣性角速度。

6.如權利要求4所述的穩定云臺轉動的控制方法，其特征在于：根據三軸中每個軸慣性角速度和穩定環閉環控制指令的參考值，得到穩定環控制量的公式如下：

uci=Kp*(r-ω)+Ki*∫0t(r-ω)dt+Kdd(r-ω)dt;]]>

其中，u_ci為穩定環控制量，r為穩定環閉環控制指令的參考值，ω為三軸中其中一個軸的慣性角速度。

7.一種穩定級數字控制系統，其特征在于：所述控制系統包括：

慣性測量器，用于檢測得到穩定云臺的穩定框架的慣性角速度和穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息；

多路信息交互接口，分別與所述慣性測量器和穩定云臺轉動的控制芯片連接；

穩定云臺轉動的控制芯片，用于自檢穩定云臺且將穩定云臺的角度初始化為零；獲取穩定云臺的穩定框架的慣性角速度以及穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息，獲取穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度；用于根據所述穩定云臺的穩定框架的慣性角速度、穩定云臺的穩定框架的慣性姿態信息以及穩定云臺的穩定框架繞三軸的相對轉動角度，得到三軸中每個軸的慣性角速度；根據三軸中每個軸的慣性角速度和穩定環閉環控制指令的參考值，得到穩定環控制量并輸出以控制所述穩定云臺的三軸運動。