[發明專利]一種基于雙光楔紅外成像的光軸控制方法

有效

• 申請號: 201911230141.1
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN111123991B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 張巍巍;印劍飛;武宏程;陳光山;仇榮生
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

1.一種基于雙光楔紅外成像的光軸控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：當光線進入光楔時光線發生折射，設入射光線和出射光線之間形成的夾角為δ；

S2：定義雙光楔機構坐標系為虛擬滾仰坐標系；將兩個光楔，即光楔Y和光楔Z的同向運動產生的效果等效于滾轉運動，兩個光楔的相對運動產生的效果等效于俯仰運動；

S3：通過坐標轉換，將載機雷達測得的目標坐標或探測器測得的目標失調角坐標變換到雙光楔虛擬滾仰系中，作為指令，控制雙光楔旋轉將光軸指向目標；

S4：在雙光楔結構位標器中，通過控制兩光楔的滾轉運動實現光軸的位置控制；由虛擬滾仰系下的坐標指令，進一步轉換為兩個光楔的滾轉指令；

S5：根據上述步驟解算出的控制指令，由DSP實時解算控制器，輸出控制量控制電機帶動光楔旋轉，由碼盤實時測得滾轉光楔機構的位置信息進行反饋，形成閉環回路，最終實現光軸的位置控制；

所述步驟(3)中的轉換公式為：

式中：α——彈體系下的偏航角；

β——彈體系下的俯仰角；

θ1——虛擬滾仰系下的俯仰角；

γ1——虛擬滾仰系下的滾轉角；

所述步驟(4)中的轉換公式如下：

p1、p2——兩路光楔的滾轉指令。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙光楔紅外成像的光軸控制方法，其特征在于，所述步驟(5)中每個光楔組件的控制器采用經典的PID控制算法，具體如下公式：

式中：

Y_y、Y_z——控制器輸出信號Y和Z；

K_py、K_pz——光楔Y、光楔Z比例控制器增益；

K_iy、K_iz——光楔Y、光楔Z積分控制器系數；

K_dy、K_dz——光楔Y、光楔Z微分控制器系數；

U_y、U_z——光楔Y、光楔Z控制指令；

U_ym、U_zm——光楔Y、光楔Z對應的碼盤反饋值；

s——PID控制算法中的微分環節，——PID控制算法中的積分環節。