[發(fā)明專利]一種平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的建模及測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810195117.8
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108519181B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 魏宗康;周姣
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M1/22;G01M1/28
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

1.一種平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的動力學模型建模方法，其特征在于，步驟如下：

(1)以固定電機力矩驅(qū)動平臺臺體轉(zhuǎn)動；

(2)確定平臺臺體所受力矩，包括電機驅(qū)動力矩M_m，干擾力矩M_f和平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩M_g；

(3)建立平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的動力學模型形式如下：

其中J為轉(zhuǎn)動慣量，θ為平臺臺體轉(zhuǎn)動的角度，為平臺臺體轉(zhuǎn)動的角加速度，為平臺臺體的初始相位。

2.如權(quán)利要求1所述的平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的動力學模型建模方法，其特征在于，還包括步驟(4)對動力學模型進行簡化，獲得簡化形式為：其中，x₁、x₂和為常值待定系數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述的平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的動力學模型建模方法，其特征在于，x₁、x₂和的確定方法如下：

通過測試獲得一段時間內(nèi)慣性平臺臺體(2)轉(zhuǎn)動的角度θ和角速度隨時間的變化規(guī)律，通過卡爾曼濾波法辨識各時間點下的x₁、x₂和的值。

4.一種平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的測試方法，其特征在于，步驟如下：

(1)以固定電機力矩驅(qū)動平臺臺體轉(zhuǎn)動，測量平臺臺體旋轉(zhuǎn)角度θ及旋轉(zhuǎn)角速度

(2)獲得慣性平臺臺體轉(zhuǎn)動的角度θ和角速度隨時間的變化數(shù)值；根據(jù)測量慣性平臺臺體轉(zhuǎn)動的角速度計算角加速度

(3)通過卡爾曼濾波法求解方程獲得各時間點下的x₁和x₂的數(shù)值，x₁、x₂和為常值待定系數(shù)；

(4)根據(jù)各時間點下的x₁和x₂的數(shù)值，計算x₁穩(wěn)定后的均值和x₂穩(wěn)定后的均值從而獲得慣性平臺質(zhì)量不平衡力矩干擾力矩其中J為慣性平臺臺體的轉(zhuǎn)動慣量，M_m為電機力矩。

5.如權(quán)利要求4所述的平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的測試方法，其特征在于，慣性平臺臺體轉(zhuǎn)動的角度θ和角速度測量過程中對于平臺臺體的轉(zhuǎn)動速度沒有限制，為了便于測量和讀取數(shù)據(jù)平臺臺體的轉(zhuǎn)動周期設定為在5～20s。

6.如權(quán)利要求4所述的平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的測試方法，其特征在于，x₂穩(wěn)定起始時刻選擇角速度開始增大的起始時刻。

7.如權(quán)利要求4所述的平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的測試方法，其特征在于，x₁穩(wěn)定起始時刻選擇角速度增大回調(diào)后的第一個極小值點。

8.如權(quán)利要求4所述的平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的測試方法，其特征在于，平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩采用不平衡力矩的測試裝置測試，其特征在于，不平衡力矩的測試裝置包括：電機(1)、慣性平臺臺體(2)、角度傳感器(3)、角速度測量傳感器(4)、基座(5)和控制器(6)；

慣性平臺臺體(2)通過轉(zhuǎn)軸安裝在基座(5)上，在電機(1)的驅(qū)動下能夠繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；角度傳感器(3)測量慣性平臺臺體(2)轉(zhuǎn)動的角度θ并發(fā)送給控制器；角速度測量傳感器(4)測量慣性平臺臺體(2)轉(zhuǎn)動的角速度并發(fā)送給控制器；控制器，控制電機(1)的驅(qū)動力矩，記錄慣性平臺臺體(2)轉(zhuǎn)動的角度θ和角速度隨時間的變化數(shù)值，并計算慣性平臺臺體(2)的質(zhì)量不平衡力矩M_g。

9.如權(quán)利要求8所述的平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的測試方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸水平設置，所述電機(1)為力矩電機。

10.如權(quán)利要求8所述的平臺臺體質(zhì)量不平衡力矩的測試方法，其特征在于，對慣性平臺臺體轉(zhuǎn)動的角度θ和角速度測量的采樣時間間隔小于平臺臺體轉(zhuǎn)動1/5周的時間。