[發(fā)明專利]基于參考光的瞄準(zhǔn)線高精度穩(wěn)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010475782.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN111665873B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王惠林;徐飛飛;姜世洲;杜言魯;鞏全成;雷亮;韓瑞;王新偉;李剛;謝娜;陳鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安應(yīng)用光學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G05D3/20
• 分類號(hào): G05D3/20;G01C21/18
• 代理公司: 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

1.一種基于參考光的瞄準(zhǔn)線高精度穩(wěn)定方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1：獲取光電系統(tǒng)當(dāng)前由于外界擾動(dòng)所產(chǎn)生的方位運(yùn)動(dòng)角速度ω_gx、俯仰運(yùn)動(dòng)角速度ω_gy；

其中，所述方位運(yùn)動(dòng)角速度ω_gx、俯仰運(yùn)動(dòng)角速度ω_gy由安裝于穩(wěn)定平臺(tái)的陀螺測(cè)量得出；

步驟2：計(jì)算穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定控制指令；

方位運(yùn)動(dòng)角速度ω_gx輸入穩(wěn)定平臺(tái)的控制器，通過穩(wěn)定平臺(tái)的控制器的傳遞函數(shù)G_A(s)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，得出方位向控制指令；同理，得出俯仰向控制指令；

傳遞函數(shù)G_A(s)包括：比例積分控制器、超前校正網(wǎng)絡(luò)、低通濾波器，比例積分控制器、超前校正網(wǎng)絡(luò)、低通濾波器的參數(shù)根據(jù)傳遞函數(shù)和離散方程求解；

傳遞函數(shù)G_A(s)如下式(1)所示：

其中，K為比例積分控制器的比例系數(shù)，ω₁為比例積分控制器的轉(zhuǎn)折頻率；ω₂和ω₃為超前校正網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)折頻率；ω₄為低通濾波器的截止頻率；

由s域到z域采用雙線性變換離散方法如式(2)所示：

其中：T是離散化采樣周期；

步驟3：根據(jù)上述步驟2計(jì)算出的方位向控制指令、俯仰向控制指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而抵消穩(wěn)定平臺(tái)的方位運(yùn)動(dòng)角速度和俯仰運(yùn)動(dòng)角速度，從而達(dá)到光電系統(tǒng)的初級(jí)穩(wěn)定；

步驟4：穩(wěn)定平臺(tái)初級(jí)穩(wěn)定后，通過陀螺獲取光電系統(tǒng)方位向穩(wěn)定的殘余誤差信號(hào)ω_cx及俯仰向穩(wěn)定的殘余誤差信號(hào)ω_cy；

步驟5：根據(jù)殘余誤差信號(hào)，對(duì)快速反射鏡第一控制指令G_C1進(jìn)行計(jì)算；

將陀螺測(cè)得的方位向穩(wěn)定的殘余誤差信號(hào)ω_cx及俯仰向穩(wěn)定的殘余誤差信號(hào)ω_cy進(jìn)行積分，轉(zhuǎn)換為角位置信號(hào)，同時(shí)對(duì)快速反射鏡以及陀螺進(jìn)行參數(shù)匹配；

獲得快速反射鏡第一控制指令G_C1的方位向控制指令G_C1X和俯仰向控制指令G_C1Y為：

其中，K_P、K_g分別為快速反射鏡以及陀螺的標(biāo)度因子；

步驟6：獲取參考光束相對(duì)于光軸的運(yùn)動(dòng)偏差；

激光發(fā)射裝置與陀螺牢固安裝在一起；激光光束從物方射入光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)光學(xué)零件的運(yùn)動(dòng)引起的光軸的方位運(yùn)動(dòng)角度和俯仰運(yùn)動(dòng)角度分別為α和β，激光經(jīng)分光鏡分光后射入由鏡頭和位置敏感探測(cè)器組成的檢測(cè)模塊，位置敏感探測(cè)器位于鏡頭的焦平面上，鏡頭焦距為f_psd，位置敏感探測(cè)器探測(cè)到參考光束的方位向、俯仰向位移量分別為D_x、D_y；

步驟7：根據(jù)位置敏感探測(cè)器探測(cè)到的參考光束的方位向、俯仰向位移量D_x、D_y對(duì)快速反射鏡第二控制指令G_C2進(jìn)行計(jì)算；

根據(jù)步驟6中描述可知D_x＝αf_psd，D_Y＝βf_psd，計(jì)算出光學(xué)元件運(yùn)動(dòng)引起的參考光束方位向運(yùn)動(dòng)量為α＝D_X/f_psd，俯仰向運(yùn)動(dòng)量為β＝D_Y/f_psd；則根據(jù)反射鏡運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，快速反射鏡第二控制指令G_C2的方位向控制指令G_C2X和俯仰向控制指令G_C2Y為：

G_C2X＝-D_X/2f_psd

步驟8：根據(jù)快速反射鏡第一控制指令G_C2及快速反射鏡第二控制指令G_C2獲得快速反射鏡最終控制指令G_C2的方位向控制指令G_CX和俯仰向控制指令G_CY，并將快速反射鏡最終控制指G_C2的方位向控制指令G_CX和俯仰向控制指令G_CY輸入快速反射鏡；其中：

驅(qū)動(dòng)快速反射鏡實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)高精度穩(wěn)定。