[發明專利]一種精瞄鏡雙位置環切換控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 202011333710.8
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112415888B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 高惟鷹;李夢男;雷繼兆;王海升;郭茂
• 申請（專利權）人: 東方紅衛星移動通信有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42;G02B26/08;G02B7/198
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲;陳香蘭

本發明公開了一種精瞄鏡雙位置環切換控制方法及控制系統。方法包括：S1，從精瞄鏡外部獲取精瞄鏡位置即第一位置，將第一位置與目標位置比較獲得第一控制誤差；基于精瞄鏡內部驅動機構的運動信息得到精瞄鏡位置即第二位置，將第二位置與目標位置比較獲得第二控制誤差；S2，將第一控制誤差與第二控制誤差差值作為誤差差值；當誤差差值大于差值閾值時，將第一控制模塊輸出信號作為精瞄鏡驅動機構的控制信號，當誤差差值小于等于差值閾值時，將第二控制模塊輸出信號作為精瞄鏡驅動機構的控制信號。據誤差差值大小進行兩個控制環切換，針對不同誤差來源使用不同控制策略，能在有限控制頻率下，實現對精瞄鏡的高精度控制，對遲滯特性有針對性抑制。

技術領域

本發明涉及精瞄鏡控制技術領域，特別是涉及一種精瞄鏡雙位置環切換控制方法及控制系統。

背景技術

精瞄鏡的特殊性在于，其位移和驅動電壓并非是完全線性關系，而是呈現非線性遲滯特性，其精瞄鏡輸出位置不僅和電壓有關，還和上一時刻的位置有關，這種非線性遲滯特性為精瞄鏡的精密位置控制造成了困難。

當前針對精瞄鏡的位置控制方法主要有以下幾類：一類是直接使用PID等方法進行控制，通過較高的控制頻率和傳感器精度，對誤差進行控制，但是缺點是沒有對遲滯非線性的針對性補償方法，調參難度較高。一類是使用數學模型，如PI遲滯模型、preisach遲滯模型等，對控制的精瞄鏡進行數學建模，將其逆模型作為前饋控制，通過逆模型對遲滯特性進行補償，這類方法的缺點在于，對使用了純數學建模的方式來補償遲滯特性，對建模精度要求高，對不同工作頻率沒有針對性的變化，并且需要上一時刻的位置信息進行運算。上述現有方法均無法做到在有限控制頻率下，實現對精瞄鏡的高精度控制以及對遲滯特性進行有效補償。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種精瞄鏡雙位置環切換控制方法及控制系統。

為了實現本發明的上述目的，根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種精瞄鏡雙位置環切換控制方法，包括：S1，從精瞄鏡外部獲取精瞄鏡位置，記為第一位置，將所述第一位置與目標位置比較獲得第一控制誤差，所述第一控制誤差為第一控制環上第一控制模塊的輸入信號；獲取精瞄鏡內部驅動機構的運動信息,基于所述運動信息得到精瞄鏡位置，記為第二位置，將所述第二位置與目標位置比較獲得第二控制誤差，所述第二控制誤差為第二控制環上第二控制模塊的輸入信號；S2，將所述第一控制誤差與第二控制誤差的差值作為誤差差值；當所述誤差差值大于差值閾值時，將第一控制模塊的輸出信號作為精瞄鏡驅動機構的控制信號，當所述誤差差值小于等于差值閾值時，將第二控制模塊的輸出信號作為精瞄鏡驅動機構的控制信號。

上述技術方案：本方法獲取的第一控制誤差主要反映的誤差因素為外部干擾和控制誤差，第二控制誤差主要反映的誤差因素為遲滯誤差和控制誤差，因此，通過誤差差值的大小可判斷出當前誤差主因，具體的，當誤差差值大于差值閾值時，可認為外部干擾相較于遲滯誤差大很多，采用針對外部干擾的第一控制環控制精瞄鏡驅動機構運動，當誤差差值小于等于差值閾值時，可認為遲滯誤差較大，采用針對遲滯誤差的第二控制環控制精瞄鏡驅動機構運動。本方法實現了根據誤差差值大小進行第一控制環和第二控制環交叉切換工作，針對不同的誤差來源使用不同的控制策略，能夠在有限控制頻率下，實現對精瞄鏡的高精度控制，且可以對遲滯特性有針對性的抑制，使用兩個控制環的交替變化相比單控制環提高了控制效果，相比現有的雙控制環有效提高了控制效率。

在本發明一種優選實施方式中，所述第一位置獲取過程包括：步驟A，向精瞄鏡頂部反射面發射光束，利用光學探測器接收所述光束在精瞄鏡頂部反射面反射后形成的反射光束；步驟B，建立所述光學探測器輸出圖像中光斑位置與精瞄鏡位置的對應關系，記為第一對應關系；步驟C，獲取光學探測器輸出圖像中的光斑位置，根據第一對應關系獲得所述光斑位置對應的精瞄鏡位置，記為第一位置。

上述技術方案：獲取的第一位置能夠準確包含外部干擾噪聲和控制誤差，且該方法需要的部件較少，數據處理簡單。