一种基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法，本发明专利技术采用一种位置前馈控制环节，提取位置输入的微分信号(速度成分)作为速度给定的超前补偿，这样既加快了位置跟随响应速度，同时通过调整前馈控制器，可进一步降低跟踪误差。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法
本专利技术属于空间高精度指向跟踪
，尤其涉及一种基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法。
技术介绍
随着空间飞行器技术水平的飞速发展以及空间任务需求的不断提高，空间信息获取技术和空间信息传输技术得到迅猛发展，对空间执行机构也提出了许多新的挑战。作为考量动态性能的跟踪误差以及稳态性能的指向精度成为其中最为重要的指标之一。激光通信终端多包含跟瞄系统以导引光束，使之迅速发现并精确跟踪目标。这种捕获、跟踪和瞄准技术简称ATP(Acquisition、TrackingandPointingSystem)技术。ATP的工作过程主要分为初始指向、快速捕获、粗精跟踪和动态通信等四个重要阶段，其中粗跟踪装置(CoarsePointingAssembly，简称CPA)是ATP跟踪分系统的外环，具体部分由粗跟踪探测器、粗跟踪伺服控制器、粗跟踪伺服转台构成。它在系统成功捕获后，快速实现动态粗跟踪。CPA具有较大的跟踪视场、较大的负载和较低的跟踪带宽，可保证光束进入精跟踪视场，由精跟踪装置(FinePointingA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)根据预设伺服机构控制模式字MS得到速率跟踪因子δ和位置调节器的控制参数系数矩阵K；/n(2)根据步骤(1)中的速率跟踪因子δ和预设的第k个周期的伺服机构位置跟踪指令

【技术特征摘要】
1.一种基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)根据预设伺服机构控制模式字MS得到速率跟踪因子δ和位置调节器的控制参数系数矩阵K；
(2)根据步骤(1)中的速率跟踪因子δ和预设的第k个周期的伺服机构位置跟踪指令执行线性跟踪微分计算得到第k个周期的前馈控制角速度指令
(3)光电编码器(7)将检测到的被控对象(8)的第k个周期的机械角度θm(k)以及预设的第k个周期的伺服机构位置跟踪指令进行差分计算得到第k个周期的角度跟踪误差e1(k)；
(4)将步骤(1)中的位置调节器的控制参数系数矩阵K和步骤(3)中的第k个周期的角度跟踪误差e1(k)输入到位置调节器(2)，位置调节器(2)通过比例微分计算得到第k个周期的角速度指令值
(5)光电编码器(7)将检测到的被控对象(8)的第k个周期的机械角度θm(k)传输至速度检测计算模块(5)，速度检测计算模块(5)对第k个周期的机械角度θm(k)进行差分计算，得到第k个周期的角速度反馈值ωT(k)；
(6)根据步骤(5)中的第k个周期的角速度反馈值ωT(k)、步骤(4)中的第k个周期的角速度指令值和步骤(2)中的第k个周期的前馈控制角速度指令得到第k个周期的角速度速差值e2(k)；
(7)将步骤(6)中的第k个周期的角速度速差值e2(k)输入至速度调节器模块(4)，速度调节器模块(4)将第k个周期的角速度速差值e2(k)进行比例积分计算得到力矩电流指令值，将力矩电流指令值输出给驱动模块(6)，驱动模块(6)根据力矩电流指令值输出控制电流施加在被控对象(8)上。


2.根据权利要求1所述的基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法，其特征在于：在步骤(1)中，速率跟踪因子σ为：



其中，δ1为预设伺服机构控制模式字为0时对应的速率跟踪因子，δ2为预设伺服机构控制模式字MS为1时对应的速率跟踪因子。


3.根据权利要求1所述的基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法，其特征在于：在步骤(1)中，位置调节器的控制参数系数矩阵K为：



其中，kp0和kd0表示预设伺服机构控制模式字MS＝0时选取的位置调节器的控制参数，kp1和kd1表示预设伺服机构控制模式字MS＝1时选取的位置调节器的控制参数。


4.根据权利要求1所述的基于线性跟踪微分器的位置前馈控制方法，其特征在于：在步骤(2)中，根据步骤(1)中的速率跟踪因子δ和预设的第k个周期的伺服机构位置跟踪指令行线性跟踪微分计算得到第k个周期的前馈控制角速度指令包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭超勇，刘继奎，张述卿，蒋俊，张强，马婷婷，刘露咪，王红卫，刘雪鹏，刘巍，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11