[發明專利]一種寬負載條件下航空穩定平臺伺服控制方法

有效

• 申請號: 201710832263.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107844122B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王偉興;張保;毛大鵬;宋策;張宇鵬
• 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: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;付雷杰

本發明公開了一種寬負載條件下航空穩定平臺伺服控制方法，依據載荷重量進行分檔，針對每檔重量區間進行參數設計，選取載荷重量對應的區間，以對應區間下限值的參數為粗調參數，通過交互界面直接調整微調參數，實現良好的伺服控制性能；而且本方法操作簡便，計算時間短，采用力矩余量較大的力矩電機實現可調節負載范圍大，提高了穩定平臺載荷承載效率，解決了穩定平臺通用性差的問題。

技術領域

本發明涉及伺服控制系統領域，特別涉及一種寬負載條件下航空穩定平臺伺服控制方法。

背景技術

近年來，隨著光電技術的發展和測控技術的不斷完善，光電穩定平臺在航空航天領域的應用越來越多。在光學遙感航空作業過程中，載荷成像質量下降主要原因是受到航空平臺姿態“抖動”干擾，光學系統視軸晃動從而成像模糊。目前航空遙感領域通過在航空平臺上加裝穩定平臺，在俯仰、偏航、滾轉三個方向進行姿態補償，實現對外部擾動干擾隔離，達到穩定視軸的效果。在穩定平臺實際工作過程中，為了滿足高精度視軸穩定效果，對于掛載載荷重量具有單一性，即在載荷某一固定重量條件下能夠保證較強的擾動隔離能力，而對于其他重量的載荷視軸穩定效果減弱，無法達到預期的效果。普通穩定平臺具有通用化差的缺點，無法在掛載不同重量載荷時，都具有相同的視軸穩定效果，這也是當前光學遙感穩定平臺無法實現高效率承載多種載荷的主要原因。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種寬負載條件下航空穩定平臺伺服控制方法，該方法操作簡便，可調節負載范圍大，提高了穩定平臺載荷承載效率，解決了穩定平臺通用性差的問題。

本發明的具體實施方案如下：

一種寬負載條件下航空穩定平臺伺服控制方法，穩定平臺的軸系電機預留余量，所述伺服控制方法的具體步驟如下：

步驟一，建立航空穩定平臺三個軸系電機其中一個電機模型；

步驟二，擬定區間閾值對載荷進行分檔，依據各載荷區間的下限值分別求解伺服系統控制器的伺服控制參數；

步驟三，在加載光學載荷之前，確定光學載荷重量，通過控制界面選擇光學載荷所在載荷區間并輸入給穩定平臺，穩定平臺接收后自動選取所述載荷區間對應的控制器及其伺服控制參數；

步驟四，控制界面發送穩定平臺的控制指令，穩定平臺相應軸系進行正弦運動，控制界面實時接收穩定平臺反饋的軸系速度值并顯示出速度曲線；通過控制界面對伺服控制參數進行微調，直至達到預想速度曲線，由此獲取特定載荷重量下對應的伺服控制參數；

步驟五，重復上述步驟一至步驟四，分別獲取剩余兩個軸系電機對應的伺服控制參數，利用伺服控制參數對航空穩定平臺進行控制。

進一步地，所述伺服控制參數是根據伺服控制參數與電機模型的函數關系求解出來的。

進一步地，所述電機模型簡化為一階模型：K為電機模型的增益參數，T為電機模型的時間參數，s為拉普拉斯變換的算子；并采用階躍響應法擬合出各載荷區間下限重量所對應的模型參數。

進一步地，步驟二具體操作過程如下：

步驟201，依次將具有載荷區間下限重量的等效載荷加載于穩定平臺上；

步驟202，通過擬合出的各載荷區間下限重量所對應的模型參數K_i和T_i，i＝1，2，……，n，其中，n為載荷區間的檔位總數，i為第i檔，建立控制器的伺服控制參數與系統模型的函數關系；

步驟203，根據模型參數K_i和T_i以及所述函數關系分別求解不同載荷區間對應的控制器參數。