[發明專利]一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統

有效

• 申請號: 201810055461.7
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108469269B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 李醒飛;胡亞婷;紀越;拓衛曉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

1.一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統，其特征在于，包括：信號發生器(1)、數據采集卡(2)、DSP(3)、音圈電機驅動器(4)、激光位移傳感器(11)、激光位移傳感器控制器(12)、PC(13)、穩定平臺系統(5)；所述穩定平臺系統(5)包括MHD角速度傳感器(6)、MEMS陀螺儀(8)、激光載荷(7)、柔性支撐結構(16)、穩定平臺(14)、基座(15)、線位移傳感器(10)、音圈電機(9)；

所述信號發生器(1)輸出掃頻正弦電壓信號通過數據采集卡(2)接入DSP(3)，同時線位移傳感器(10)測量音圈電機(9)線位移，測得的線位移信息作為音圈電機(9)非線性遲滯的補償反饋，通過DSP(3)內的數據存儲單元電路送入DSP(3)，DSP(3)將掃頻正弦電壓信號和線位移信息作為輸入信號，進行運算后輸出驅動電壓至音圈電機驅動器(4)；音圈電機驅動器(4)的輸出接入音圈電機(9)動圈線圈，使音圈電機(9)帶動穩定平臺(14)轉動；激光位移傳感器(11)用于測試穩定平臺(14)的實時位移量，激光位移傳感器(11)的探頭探測穩定平臺(14)工作軸一端的位移，同時激光位移傳感器控制器(12)將該位移信息顯示于PC(13)上，通過記錄不同頻率激勵電壓下的穩定平臺(14)輸出位移峰值，繪制穩定平臺(14)運動頻響曲線，以確定穩定平臺系統(5)的諧振點分布。

2.根據權利要求1所述一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統，其特征在于，所述DSP(3)包括用于存儲運算歷史信息的數據存儲模塊和用于實現音圈電機高頻響應下非線性遲滯補償算法的程序存儲模塊。

3.根據權利要求1所述一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統，其特征在于，所述音圈電機(9)高頻響應下非線性遲滯補償算法由兩級BP神經網絡串聯組成，第一級BP神經網絡用于對音圈電機的非線性遲滯特性進行建模，第二級BP神經網絡用于對音圈電機非線性遲滯逆模型建模，補償音圈電機高頻特性為線性特性。

4.根據權利要求3所述一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統，其特征在于，所述第一級BP神經網絡為三層神經網絡，以當前時刻的輸入電壓u(t)、上一時刻的輸入電壓u(t-1)、上一時刻音圈電機(9)的輸出位移d(t-1)作為輸入層輸入，以輸出層的輸出y(t)作為對音圈電機(9)該時刻輸出位移的預測。

5.根據權利要求3所述一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統，其特征在于，為使BP神經網絡能擬合遲滯非線性曲線，且能擬合音圈電機的正反方向運動，第一級BP神經網絡的隱藏層激勵函數設為雙向tan-sigmoid函數：

其中s為隱藏層各神經元的輸入，α、β為tan-sigmoid函數的偏置系數，u(t)為當前時刻輸入電壓信號，u(t-1)為前一時刻輸入電壓信號，f(s)為隱藏層輸出。

6.根據權利要求3所述一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統，其特征在于，所述第二級BP神經網絡以第一級神經網絡的輸出位移y(t)、當前輸入電壓下音圈電機(9)期望輸出位移q(t)和當前輸入電壓u(t)為輸入信號，輸出為修正補償電壓Δu(t)。

7.根據權利要求3所述一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統，其特征在于，所述第二級BP神經網絡的隱藏層激勵函數為雙向tan-sigmoid函數：

其中s為隱藏層各神經元的輸入，α、β為tan-sigmoid函數的偏置系數，x(t)為第一級神經網絡輸出，x(t-1)為音圈電機期望的輸出位移，f(s)為隱藏層輸出。

8.根據權利要求3所述一種寬頻慣性基準穩定平臺的諧振點測試系統，其特征在于，在DSP內對第二級BP神經網絡輸出的修正補償電壓Δu(t)與當前時刻輸入電壓u(t)相加作為音圈電機驅動器的輸入信號u_i(t)。