[發明專利]帶漂移補償的陀螺穩定控制系統

在審

• 申請號: 201910601622.2
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110209186A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 戴利波
• 申請（專利權）人: 廣州市上賽電子科技有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 謝肖雄

帶漂移補償的陀螺穩定控制系統，其包括機械模塊、姿態信息采集模塊、驅動模塊、姿態信息檢測模塊、信號處理模塊和補償模塊，其特征在于，所述機械模塊為四軸穩定跟蹤平臺，通過姿態信息采集模塊采集上的GPS船舶姿態測量系統在測量船舶的航向和姿態的同時，也可以進行測速和定位它能夠及時、準確為信息處理系統采集到的船舶各個時刻的高精度的姿態信息，而電子水平儀可以測量到船舶的甲板面與水平面的初始偏差角，并將采集的信號傳遞給信號處理模塊，通過信號處理模塊對采集的姿態信息及姿態反饋回路各種信息進行相應算法處理，并送出控制量給驅動模塊，并把信號輸送給信號處理模塊與其內的補償值進行比對，達到補償值時，停止調節。

技術領域

本發明涉及控制系統，具體為帶漂移補償的陀螺穩定控制系統。

背景技術

陀螺穩定控制技術主要是利用了陀螺的相對于慣性窄問運動的敏感特性，測量陀螺敏感軸相對于慣性空間的轉動角速度，通過自動控制系統驅動主體向相反的方向做等量的轉動，從而使主體的視軸在慣性空間內保持指向性的穩定。

現有的陀螺穩定控制技術沒有很好的補償技術，容易使得運動平臺在使用時，無法對漂移進行補償，無法保證運動平臺使用的穩定性。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術的缺陷，本發明提供帶漂移補償的陀螺穩定控制系統，有效的解決了現有的陀螺穩定控制技術沒有很好的補償技術，容易使得運動平臺在使用時，無法對漂移進行補償，無法保證運動平臺使用的穩定性的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：本發明包括機械模塊、姿態信息采集模塊、驅動模塊、姿態信息檢測模塊、信號處理模塊和補償模塊，其特征在于，所述機械模塊為四軸穩定跟蹤平臺；

所述信號處理模塊主要由DPS和PMAC組成，是整個伺服控制系統的核心，其能夠完成對采集的姿態信息及姿態反饋回路各種信息進行相應算法處理，并送出控制量，通過執行電機精確控制平臺的轉動，保證運動控制系統在任意角度的定位和連續跟蹤的精度，還可與上位計算機交換數據；接受計算機的控制指令，返回穩定跟蹤平臺的控制信息；

所述姿態信息采集模塊主要由GPS姿態測量系統和電子水平儀組成，GPS船舶姿態測量系統在測量船舶的航向和姿態的同時，也可以進行測速和定位它能夠及時、準確為信息處理系統采集到的船舶各個時刻的高精度的姿態信息，而電子水平儀可以測量到船舶的甲板面與水平面的初始偏差角；

所述驅動模塊主要由執行電機和驅動器組成，其構成速度環，可以保證電機的轉速的平穩和快速的響應，信息處理系統將采集到的數據進行算法處理，以脈沖的形式控制驅動系統，使電機實現相應的運動；

所述補償模塊是利用陀螺測速信號直接構成速度閉環，同時利用光電測角碼盤實時測量運動平臺的軸角位置，并與運動平臺軸角初始位置相比較，用比較的結果作為依據，測算出一組非線性的修正因子，對陀螺測速信號的積分值即位置反饋量進行修正后，再構成位置閉環，從而進行漂移補償；

所述姿態信息檢測模塊包括位置傳感器，完成對姿態信息的檢測，反饋運動平臺的運動是否按控制量轉動到相應的位置。

根據上述技術方案：所述控制元器件包括GPS姿態測量系統、DSP數字控制器、PMAC、光電編碼器、測速機、電子水平儀、驅動電機及驅動器、陀螺測速儀和光電測角碼盤等。

根據上述技術方案：所述DSP數字控制器采用32位的DSP芯片TMS320F2812作為穩定跟蹤平臺的數字控制器，負責采集和計算輸出控制量的任務。

根據上述技術方案：所述TMS320F2812芯片具有以下特點：

(1)、采用高性能的靜態技術，系統運行功耗低，Flash編程電壓3.3V；

(2)、主頻達到150MHZ，時鐘周期為6.67ns；