[發(fā)明專利]基于可擴展光電轉(zhuǎn)臺的穩(wěn)像控制方法

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• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112506234A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 岳朝慶;吳棟;龔建;龍林;肖申泰;張智永
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南宇正智能科技有限公司
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20;H02P6/08;H02P6/28
• 代理公司: 長沙鑫澤信知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 43247
• 代理人: 刁飛

本發(fā)明公開了一種基于可擴展光電轉(zhuǎn)臺的穩(wěn)像控制方法，提供依次連接的控制器、驅(qū)動器、穩(wěn)像電機及陀螺儀，包括如下步驟：步驟S10、控制器實時采集陀螺儀的陀螺數(shù)據(jù)，并根據(jù)給定值計算出陀螺數(shù)據(jù)與給定值之間的偏差值，偏差值為控制器的輸入量；步驟S20、控制器根據(jù)輸入量計算得到控制量，并將控制量輸出至驅(qū)動器；步驟S30、驅(qū)動器根據(jù)輸入的控制量和電流的線性關系得到相對應的電流，通過內(nèi)部的電流閉環(huán)方案實現(xiàn)電流的閉環(huán)，驅(qū)動器閉環(huán)輸出的電流直接用于控制穩(wěn)像電機。與相關技術相比，本發(fā)明提供的基于可擴展光電轉(zhuǎn)臺的穩(wěn)像控制方法，能夠在低成本的基礎上增強算法的魯棒性，且穩(wěn)定性與準確性更高。

技術領域

本發(fā)明涉及圖像控制技術領域，尤其涉及一種基于可擴展光電轉(zhuǎn)臺的穩(wěn)像控制方法。

背景技術

隨著光學監(jiān)控、跟蹤、偵察系統(tǒng)的使用場景和使用要求的不斷變大和提高，對光學圖像的穩(wěn)定要求也高了很多，圖像不穩(wěn)定的實質(zhì)是攝像系統(tǒng)的光軸與目標之間的相互運動引起的，包括平移和角運動，其中相對角運動對圖像的影響尤為嚴重。

圖像穩(wěn)定技術包括攝像機、導引頭、火控系統(tǒng)的瞄準線的穩(wěn)定，此類穩(wěn)像控制技術目前廣泛應用于光電領域，從無人機航拍到光電偵察系統(tǒng)均大量應用?，F(xiàn)有技術通常采用PID(Proportional-Integral-Derivative)控制方法來保證系統(tǒng)的響應。

然而，由于控制系統(tǒng)在運行的工況條件下，存在很多干擾因素直接影響控制系統(tǒng)的性能，即存在很多的干擾源，如信號在傳輸過程中由控制系統(tǒng)自身引起的電磁干擾、電機本體的齒槽力矩干擾、運行過程中的摩擦力等。同時，現(xiàn)有的PID控制方法對負載擾動的適應控制差，易受到系統(tǒng)參數(shù)的變化影響，抗干擾能力弱。

具體的，現(xiàn)有的PID控制器主要通過一些智能算法對PID控制器進行參數(shù)整定解決伺服系統(tǒng)控制的不確定干擾因素，一般有預測控制算法、模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡控制以及自適應控制算法。其中，預測控制是利用當前周期變量和前一周期變量的偏差值，在預測模型的基礎上估計下一周期偏差值，采用滾動優(yōu)化的方法確定當前最優(yōu)輸入的策略，這樣的控制系統(tǒng)在實際應用中，系統(tǒng)的參數(shù)對預測控制設計的效果影響很大，從而導致預測控制算法的魯棒性不強；而由模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制共同組成的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制，雖然不需要系統(tǒng)對象的數(shù)學模型，且能夠在基于神經(jīng)網(wǎng)絡的前饋和反饋信號多層網(wǎng)絡的基礎上通過對系統(tǒng)參數(shù)的學習獲取控制系統(tǒng)的整定參數(shù)，卻也存在計算量過大、硬件設計要求高及參數(shù)的整定效率較低、參數(shù)整定過程時間過長的缺點。

因此，有必要提供一種能夠在低成本的基礎上增強算法的魯棒性，且穩(wěn)定性與準確性更高的基于可擴展光電轉(zhuǎn)臺的穩(wěn)像控制方法來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在低成本的基礎上增強算法的魯棒性，且穩(wěn)定性與準確性更高的基于可擴展光電轉(zhuǎn)臺的穩(wěn)像控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案:

一種基于可擴展光電轉(zhuǎn)臺的穩(wěn)像控制方法，提供依次連接的控制器、驅(qū)動器、穩(wěn)像電機及陀螺儀，包括如下步驟：

步驟S10、所述控制器實時采集所述陀螺儀的陀螺數(shù)據(jù)，并根據(jù)給定值計算出所述陀螺數(shù)據(jù)與所述給定值之間的偏差值，所述偏差值為所述控制器的輸入量；

步驟S20、所述控制器根據(jù)所述輸入量計算得到控制量，并將所述控制量輸出至所述驅(qū)動器；

步驟S30、所述驅(qū)動器根據(jù)輸入的所述控制量和電流的線性關系得到相對應的電流，通過內(nèi)部的電流閉環(huán)方案實現(xiàn)電流的閉環(huán)，所述驅(qū)動器閉環(huán)輸出的電流直接用于控制所述穩(wěn)像電機。

優(yōu)選的，步驟S20包括如下子步驟：

步驟S21、通過掃頻得到控制對象的開環(huán)頻域特性；

步驟S22、根據(jù)所述開環(huán)頻域特性得到閉環(huán)傳遞函數(shù)；