[發明專利]一種陀螺自穩定控制方法

在審

• 申請號: 202010598437.5
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111796509A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 趙舒蕓;宋方;劉繼鋒;李方昊;丁海妮
• 申請（專利權）人: 西安方元明科技股份有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種陀螺自穩定控制方法，該方法包括：明確并分析穩定平臺的結構和工作原理；構建MEMS微機械陀螺模型，并計算其傳遞函數；構建直流力矩電機模型,并計算其傳遞函數；構建PWM功放環節模型,并計算其傳遞函數；綜合整理各環節的傳遞函數，并計算得出整個穩定回路的開環傳遞函數、閉環傳遞函數；分析原始系統穩定回路時域性能；搭建雙軸穩定平臺穩定回路的仿真模型、調節PID參數，最終通過比例、積分、微分設定對被控對象進行校正控制。本發明的陀螺自穩定控制方法，提高了穩定平臺的動靜態性能和抗干擾能力。

技術領域

本發明專利公開了一種陀螺自穩定控制方法，涉及穩定平臺控制領域，尤其涉及一種陀螺自穩定控制方法。

背景技術

車載或機載的搜跟瞄裝置在工作過程中，容易受載體的運動以及其他擾動對裝置造成影響而產生的誤差，因此必須建立穩定平臺，將跟蹤傳感器的視軸與基座的運動和振動等相隔離，使光電器件等負載穩定在固定的慣性空間方向，保證系統在運動時不受各種干擾，獲得高性能指標。針對穩定平臺，陀螺自穩定控制方法的優劣可直接影響自穩定的響應頻率和控制精度，是整個自穩定控制過程中最不可或缺的一環。

發明內容

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種陀螺自穩定控制方法，用于提升穩定平臺的動靜態性能和抗干擾能力。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案包括以下步驟：

S1分析穩定平臺的結構和工作原理；

S2構建MEMS微機械陀螺模型,得出傳遞函數G_MEMS(s)；

S3構建直流力矩電機模型,得出傳遞函數G_S(s)s；

S4構建PWM功放環節模型,得出傳遞函數G_PWM(s)；

S5綜合整理以上各環節的傳遞函數，得出穩定回路的開環傳遞函數G_p(s)、閉環傳遞函數Φ_b(s)；

S6分析原始系統時域性能；

S7搭建模型、調節參數、校正控制。

進一步的，所述步驟S1具體為：明確并分析穩定平臺的結構和工作原理，為MEMS陀螺、直流力矩電機框架、功率放大器等研究對象的建模奠定良好條件。

進一步的，所述步驟S2具體為：構建MEMS微機械陀螺模型，計算得出其傳遞函數G_MEMS(s)；

所述MEMS微機械陀螺在受到擾動時輸出相對應的角速度數據從測量到輸出數據的過程中并沒有經過放大環節，因此可以將MEMS陀螺傳遞函數等效為一個比例環節，即：

G_MEMS(s)＝K_g (1)

進一步的，所述步驟S3具體為：具體按照公式(2)計算直流力矩電機的傳遞函數模型：

在(2)式中，T_e是直流力矩電機的電磁時間常數，表達式為：T_e＝L_a/R_a；

T_m是直流力矩電機的機電時間常數T_m＝R_aJ/C_mC_e，其中：

進一步的，所述步驟S4具體為：構建PWM功放環節模型,計算得出其傳遞函數G_PWM(s)；根據PWM功放電路的工作方式能夠得到：其中τ＝n_cgT_clk＝n_c/f_clk