一种光电跟瞄转台的快速定位方法技术

本发明专利技术涉及一种光电跟瞄转台的快速定位方法，包括以下步骤：步骤i：在恒加速段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=V0（1-e-t/T）(t≥0)；步骤ii：在恒速运动段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=V0；步骤iii：在恒减速段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=2V0e-t/T-V0(t≥0，V≥0);其中，V0为速度回路初始输入速度，t为光电跟瞄转台调转时间，T为时间常数，e为自然对数函数的底数。本发明专利技术的光电跟瞄转台的快速定位方法，调试简单，可以做到快速定位，并且不依赖于设计者的经验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电经纬仪
，特别涉及一种光电跟瞄转台的快速定位方法。
技术介绍
随着社会发展和技术进步，对一些具有特殊功能的光电经纬仪，人们要求其具有更高的跟踪速度和跟踪加速度以及高瞄准指向精度。光电跟瞄转台（转台）是经纬仪跟踪架的核心构件，转台下面有底座，底座与转台之间以止推轴承支撑，转台由力矩电机带动围绕垂直轴转动。垂直轴是整个仪器的方位跟踪回转中心，它与转台之间用径向轴承连接，用以保证经纬仪有精确的径向定位精度。现有的光电跟瞄转台位置回路控制采用双模控制，即在大角度偏差时，采用非线性控制，当偏差在较小范围时，进入线性控制。光电跟瞄转台的位置回路控制方法具体为：设位置偏差变量a，位置偏差值an>…>a2>a1>0；非线性控制器输出变量v，非线性控制器输出值vn>…>v2>v1；当a1>a>0时，线性控制；当a2>a>a1时，非线性控制器输出v=v1；当a3>a>a2时，非线性控制器输出v=v2；……当a>an时，非线性控制器输出v=vn；其中：a2，…，an，v1，v2，…，vn，n取值凭经验。现有技术的光电跟瞄转台的定位方法，需要依赖设计者经验确定a1，a2，…，an，v1，v2，…，vn，n的取值。现有技术的上述定位方法不能满足具有更高的跟踪速度和跟踪加速度以及高瞄准指向精度的光电经纬仪的要求和需要。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术中的光电跟瞄转台的定位方法定位速度比较慢的技术问题，提供一种光电跟瞄转台的快速定位方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：一种光电跟瞄转台的快速定位方法，包括以下步骤：步骤i：在恒加速段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=V0（1-e-t/T）(t≥0)；步骤ii：在恒速运动段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=V0；步骤iii：在恒减速段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=2V0e-t/T-V0(t≥0，V≥0)；其中，V0为速度回路初始输入速度，t为光电跟瞄转台调转时间，T为时间常数，e为自然对数函数的底数。在上述技术方案中，以响应曲线达到稳态值的2%所需时间，或者4倍的时间常数作为响应时间估值。在上述技术方案中，步骤i中，恒加速段转动角度满足：S1=∫04TV0(1-e-t/T)dt=V0T(3+e-4)≈3V0T.]]>在上述技术方案中，步骤i中，恒加速段转动角度约等于3V0T。在上述技术方案中，步骤iii中，恒减速段转动角度满足：S2≤∫00.69Tv0(2e-t/T-1)dt≈0.3V0T.]]>在上述技术方案中，步骤iii中，恒减速段转动角度约等于0.3V0T。在上述技术方案中，光电跟瞄转台转动的位置偏差满足S>3.3V0T。本专利技术具有以下的有益效果：本专利技术的光电跟瞄转台的快速定位方法，调试简单，可以做到快速定位，并且不依赖于设计者的经验。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为光电跟瞄转台控制框图示意图。具体实施方式本专利技术的专利技术思想为：根据图1所示的光电跟瞄转台控制框图，本专利技术的光电跟瞄转台的快速定位方法，将理想定位过程分三个阶段：恒加速段、恒速运动段、恒减速段。当转台大角度调转时，系统以最大加速度启动，进入恒加速段；达到最大速度后进入恒速运动段；当达到某一点后，系统以最大加速度制动，进入恒减速段。根据工程经验，跟瞄转台速度回路等效数学模型为一阶惯性环节1/(Ts+1)。由一阶惯性环节特性得出：一阶惯性环节单位阶跃响应：h(t)=1-e-t/T(t≥0)当速度回路初始速度为零，阶越输入为V0时，恒加速段运动方程：V=V0（1-e-t/T）(t≥0)；恒速运动段运动方程：V=V0；当速度回路初始速度为V0，输入为-V0时，恒减速段运动方程：V=2V0e-t/T-V0(t≥0，V≥0)；对于一阶惯性环节，只有当t趋于无穷大时，系统的阶跃响应才能达到稳态。但是，实际上常以响应曲线达到稳态值的2%所需时间，或者4倍的时间常数作为响应时间估值。根据系统运动方程得出恒加速段转动角度：S1=∫04TV0(1-e-t/T)dt=V0T(3+e-4)≈3V0T;]]>对于恒减速段，由V=2V0e-t/T-V0≥0求出t≤0.69T;由上式得出恒减速段转动角度：S2≤∫00.69Tv0(2e-t/T-1)dt≈0.3V0T;]]>根据对转台理想定位过程的分析，可以得出：转台恒加速段转动角度约等于3V0T；恒减速段转动角度约等于V0T；位置偏差S>3.3V0T，即V0<S/3.3T。实施例：1、由位置偏差S>4V0T，得出V0<S/3.3T，确定V0；2、a1>a>0时，线性控制；3、a2≈V0T+a1，V1=-V0；即：a2>a>a1时，V=-V0；4、a3=S，V2=V0；即：S>a>a2时，V=V0实施说明：由于a2计算结果为近似值，实施时应做微调。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术创造的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电跟瞄转台的快速定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤i：在恒加速段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=V0（1‑e‑t/T）(t≥0)；步骤ii：在恒速运动段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=V0；步骤iii：在恒减速段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=2V0e‑t/T‑V0(t≥0，V≥0)；其中，V0为速度回路初始输入速度，t为光电跟瞄转台调转时间，T为时间常数，e为自然对数函数的底数。

【技术特征摘要】
1.一种光电跟瞄转台的快速定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤i：在恒加速段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=V0（1-e-t/T）(t≥0)；
步骤ii：在恒速运动段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=V0；
步骤iii：在恒减速段使光电跟瞄转台的调转速度满足V=2V0e-t/T-V0(t≥0，V≥0)；
其中，V0为速度回路初始输入速度，t为光电跟瞄转台调转时间，T为时间
常数，e为自然对数函数的底数。
2.根据权利要求1所述的光电跟瞄转台的快速定位方法，其特征在于，
以响应曲线达到稳态值的2%所需时间，或者4倍的时间常数作为响应时间
估值。
3.根据权利要求1所述的光电跟瞄转台的快速定位方法，其特征在于，步
骤i中，恒加速段转动角度满足：
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【专利技术属性】
技术研发人员：王红宣，王伟国，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22