The invention relates to a feedforward control method based on an orthogonal least square. According to the traditional prediction precision filtering algorithm and time delay characteristics of lack of itself, can not meet the current actual demand issue tracking system, the method of using orthogonal least squares itself is also considered independent variables and the dependent variable noise noise trajectory fitting and its hysteresis is small, small amount of calculation and other characteristics, can effectively improve the prediction accuracy in real-time system the requirements, so as to improve the system of high frequency target maneuvering adaptability, improve the prediction of traditional predictive filtering algorithm in target maneuvering or suddenly suddenly stopped under the condition of the tracking error, improve the system performance. In addition, the present invention only rely on CCD detector, encoder provides angular position information, and realize the current real target position and speed estimation, miss distance information instead of direct measurement of the traditional distance reduce the amount of information lag, so as to further improve the tracking ability.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电跟踪控制领域,具体的涉及一种基于光电设备自身角位置和探测到的目标脱靶量获取目标真实轨迹位置和速度,从而利用该信息进行预测跟踪和前馈控制的方法。
技术介绍
在光电控制系统目标跟踪过程中,主要目的是实现目标的高精度跟踪。随着目标对象的机动性越来越大,普通的闭环控制方法已经无法满足该跟踪要求,需要此基础上对目标的运动信息(位置、速度、加速度)进行准确估计,然后利用该估计信息实现前馈控制。美国林肯实验室研发的“火池”控制系统利用角位置信息和高精度测距信息实现共轴跟踪,取得了很好的控制效果。国内研究人员利用基于模型的卡尔曼滤波器对目标的角速度和角加速度进行估计,然后依靠估计量进行前馈控制以提高跟踪精度。文献《预测滤波技术在光电经纬仪中的应用仿真》(光电工程,Vol(8),2002)采用了速度前馈方法进行仿真,提高了跟踪精度。在此基础上,公开号为CN102736636A《跟踪系统中基于角度信息的前馈控制方法》的中国专利对预测滤波模型进行了改进,添加了加速度前馈,进一步提高系统跟踪精度。文献《Combinedline-of-sighterrorandangularpositiontogeneratefeedforwardcontrolforacharge-coupleddevice-basedtrackingloop》(OpticalEngineering,Vol(54),2015)利用卡尔曼速度前馈对图像延时进行补偿,并分析了卡尔曼预测滤波在前馈控制中对系统稳定性的影响。前馈控制利用其对目标机动的提前响应,可有效提高光电系统跟踪精度。高性能的前馈效 ...
【技术保护点】
一种基于正交最小二乘的前馈控制方法,其特征在于:其具体实施步骤如下:步骤(1):在跟踪设备上面安装编码器和图像传感器(CCD),编码器获取跟踪设备自身的姿态角度信息,图像传感器接收编码器的角度信息和目标的轨迹信息做相减处理,输出测量目标脱靶量e(k);步骤(2):由于测量的目标脱靶量e(k)带有延时,因此需要将高帧频的编码器角度信息y(k)与低帧频的目标脱靶量e(k)在时间对齐后相加得到含有滞后的测量目标运动轨迹的信息r(k);步骤(3):正交最小二乘预测算法通过对最近时间段的一系列测量目标轨迹数据r(k)进行拟合,得到与当前轨迹匹配的轨迹模型,从而利用该模型对当前的真实目标位置和速度进行外推估计,以获取到真实目标轨迹和速度;步骤(4):在获取到真实目标轨迹r’(k)后,通过减去当前的编码器值来得到当前目标真实的脱靶量e’(k),把其作为输入送入位置修正控制器;步骤(5):前馈控制器接收预测得到的目标速度生成并输出前馈控制信号;步骤(6):前馈控制信号和位置修正控制信号相加,生成并输出驱动控制信号,用于驱动控制对象,实现对目标脱靶量e(k)的闭环校正。
【技术特征摘要】
1.一种基于正交最小二乘的前馈控制方法,其特征在于:其具体实施步骤如下:步骤(1):在跟踪设备上面安装编码器和图像传感器(CCD),编码器获取跟踪设备自身的姿态角度信息,图像传感器接收编码器的角度信息和目标的轨迹信息做相减处理,输出测量目标脱靶量e(k);步骤(2):由于测量的目标脱靶量e(k)带有延时,因此需要将高帧频的编码器角度信息y(k)与低帧频的目标脱靶量e(k)在时间对齐后相加得到含有滞后的测量目标运动轨迹的信息r(k);步骤(3):正交最小二乘预测算法通过对最近时间段的一系列测量目标轨迹数据r(k)进行拟合,得到与当前轨迹匹配的轨迹模型,从而利用该模型对当前的真实目标位置和速度进行外推估计,以获取到真实目标轨迹和速度;步骤(4):在获取到真实目标轨迹r’(k)后,通过减去当前的编码器值来得到当前目标真实的脱靶量e’(k),把其作为输入送入位置修正控制器;步骤(5):前馈控制器接收预测得到的目标速度生成并输出前馈控制信号;步骤(6):前馈控制信号和位置修正控制信号相加,生成并输出驱动控制信号,用于驱动控制对象,实现对目标脱靶量e(k...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓超,毛耀,刘琼,任维,张超,
申请(专利权)人:中国科学院光电技术研究所,
类型:发明
国别省市:四川;51
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