[發明專利]一種機載光電穩定平臺伺服系統辨識與設計方法

在審

• 申請號: 202011366199.1
• 申請日: 2020-11-29
• 公開（公告）號: CN112526881A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 李鵬琦;高軍科;韓文斌;王建剛
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種機載光電穩定平臺伺服系統辨識與設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：對機載光電穩定平臺伺服系統進行機理分析，確定伺服系統模型階次；

步驟2：使用專家辨識系統搭建數據采集Simulink仿真模型，將Simulink仿真模型文件導入專家辨識系統的HigaleView平臺；

步驟3：分析機載光電穩定平臺的跟蹤目標的特征參數，確定初始正弦激勵信號參數：幅度A和頻率f；并將解算得到的初始正弦激勵信號參數輸出HigaleView平臺，生成用于驅動的正弦激勵信號；

步驟4：利用正弦激勵信號驅動機載光電穩定平臺伺服系統力矩電機轉動，并通過專家辨識系統HiGaleview平臺中的高速采集卡記錄并保存機載光電穩定平臺伺服系統陀螺儀輸出的角速度值；

步驟5：在HiGaleview平臺中，使用MATLAB辨識工具箱對步驟4獲得的角速度值進行數據預處理；預處理完成后，利用MATLAB辨識工具箱，根據步驟4中進行驅動的正弦激勵信號以及預處理完成后的陀螺儀角速度值進行辨識，辨識得到機載光電穩定平臺伺服系統模型中的模型參數；

步驟6：根據步驟5辨識得到的機載光電穩定平臺伺服系統模型設計校正控制器；

步驟7：根據步驟6設計得到的校正控制器，在專家辨識系統的HigaleView平臺中搭建基于校正控制器的半實物仿真模型；利用半實物仿真模型，在機載光電穩定平臺伺服系統要求頻帶中進行模型驗證，根據驗證結果確定模型精度是否滿足要求，如果不滿足，則進一步分析得到模型精度相對較差的頻段，并以該頻段的中值頻率作為補充正弦激勵信號的頻率，以初始正弦激勵信號幅度作為補充正弦激勵信號的幅度設計得到補充正弦激勵信號；返回步驟4，與之前已有的正弦激勵信號分時輸入，驅動機載光電穩定平臺伺服系統力矩電機轉動；如此循環迭代，直至根據驗證結果確定模型精度滿足要求。

2.根據權利要求1所述一種機載光電穩定平臺伺服系統辨識與設計方法，其特征在于，步驟3中，所述機載光電穩定平臺的跟蹤目標的特征參數是目標瞄準線視線角角速度V和角加速度a，根據公式

V＝A*2πf

a＝A*(2πf)²

解算得到初始正弦激勵信號的幅度A和頻率f。

3.根據權利要求2所述一種機載光電穩定平臺伺服系統辨識與設計方法，其特征在于，步驟3中，典型的目標角速度V為15°/s～40°/s，角加速度a為10°/s²～30°/s²。

4.根據權利要求1所述一種機載光電穩定平臺伺服系統辨識與設計方法，其特征在于，步驟5中，對角速度值進行數據預處理過程包括異常值濾波。

5.根據權利要求1所述一種機載光電穩定平臺伺服系統辨識與設計方法，其特征在于，步驟6中，對校正控制器的設計過程包括：對辨識得到的模型的波特圖進行分析，基于波特圖分析結果進行超前滯后校正控制器設計。