【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间激光通信及伺服控制领域，特别涉及基于频率自适应观测的扰动抑制系统。
技术介绍
1、惯性参考单元可以为视轴稳定系统提供相对于惯性空间的稳定参考激光。但是，惯性参考单元机械结构引起的谐振，系统运行时，外部设备、内部温度以及惯性传感器的测量噪声，都会影响惯性参考单元的输出的稳定参考激光的精度。目前，还需优化惯性参考单元的控制系统的性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种基于频率自适应观测的扰动抑制系统，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一，可以减小由于外界扰动信号和内部干扰信号引起的转动误差，从而可以提高激光器输出激光的精度。
2、本专利技术的一个方面的实施例提供了一种基于频率自适应观测的扰动抑制系统，包括：惯性参考单元，包括基座和平台，上述平台通过电机与上述基座连接，上述平台上安装有激光器和传感装置，上述激光器被配置为在上述电机驱动平台发生第一运动时发射激光，以基于上述激光测量上述平台发生第一运动的第一转角，上述传感装置被配置为测量上述平台发生第一运动的第一角速度；控制单元，被配置为响应于第二运动指令，根据上述第一转角和上述第二运动指令的目标转角，得到上述平台转动至上述目标转角需要的第一目标角速度；扰动观测单元，包括：第一观测器，被配置为根据上述第一角速度和上述控制单元在上述平台发生第一运动时输出的第一驱动电压，得到第一观测频率，上述第一观测频率表征总扰动信号的频率，上述总扰动信号包括外界扰动信号和由传感装置引起的内
3、可选的，扰动抑制系统还包括：辅助滤波器，连接在上述扰动观测单元和上述惯性参考单元之间，上述辅助滤波器被配置为根据上述第一角速度和上述第一驱动电压得到第二目标角速度和第一干扰角速度；上述第二目标角速度表征为在发生第一运动前，上述控制单元响应于第一运动指令得到的驱动平台转动的角速度，上述第一干扰角速度表征为在上述第一运动过程中由总扰动信号导致的平台转动的角速度；其中，上述第一观测器基于上述第一干扰角速度得到上述第一观测频率，上述第二观测器基于上述第一观测频率和上述第二目标角速度生成上述第一补偿角速度，上述第二观测器基于上述第二目标角速度、上述第一干扰角速度和上述第一驱动电压生成上述第一观测角速度。
4、可选的，上述控制单元包括：位置环控制器，被配置为在根据上述第一转角和目标转角得到转角差值后，根据上述转角差值得到用以驱动上述平台转动上述转角差值的转角驱动电压；微分跟踪器，根据上述转角驱动电压得到上述第一目标角速度；速度环控制器，被配置为在根据上述第一补偿角速度和上述第一角速度差生成用于调节上述第一角速度至上述第一目标角速度的调节角速度后，基于上述调节角速度生成上述第二驱动电压，以使上述驱动器基于上述第二驱动电压驱动上述平台转动至上述目标转角。
5、可选的，上述辅助滤波器根据上述第一驱动电压生成第一补偿电压，上述驱动器根据上述第二驱动电压和上述第一补偿电压驱动上述惯性参考单元发生上述第二运动，使上述平台转动至上述目标转角。
6、可选的，上述第一观测器包括：跟踪微分器，被配置为基于上述第一干扰角速度得到上述第一观测频率。
7、可选的，上述第一观测器还包括：重置时钟，被配置为基于上述跟踪微分器在上述平台发生第一运动时输出的初始观测频率，得到比较信号；积分观测器，被配置为基于上述比较信号得到比较频率，在上述第一观测频率与上述比较频率的差值超过预设值的情况下，将上述初始观测频率的频率值更新为上述第一观测频率的频率值。
8、可选的，上述第二观测器被配置为基于上述第二目标角速度、上述第一驱动电压和上述第二观测器中储存的初始转角、初始观测角速度和初始补偿角速度得到更新后的上述第一补偿角速度。
9、可选的，上述第二观测器被配置为基于上述第二目标角速度和初始观测角速度，利用谐振观测传递函数和正弦扰动传递函数得到更新后的上述第一干扰角速度。
10、可选的，上述辅助滤波器被配置为基于上述第一角速度和上述第一驱动电压利用名义模型传递函数得到角速度扰动值，基于上述角速度扰动值利用低通滤波器得到第一补偿电压。
11、可选的，上述辅助滤波器被配置为基于上述角速度扰动值，利用上述低通滤波器得到第一干扰角速度，基于上述角速度扰动值，利用高通滤波器得到第二目标角速度。
12、根据本专利技术实施例，根据平台发生第一运动时的第一角速度和控制单元驱动平台发生第一运动时输出的第一驱动电压，利用第一观测器可以得到表征总扰动信号的第一观测频率。根据第一观测频率，利用第二观测器可以得到用于补偿总扰动信号的第一补偿角速度。利用第二观测器根据平台发生第一运动时的第一观测角速度和第一目标角速度生成第一角速度差。利用第一观测器根据第一补偿角速度和第一角速度差生成用于驱动平台转动至第一目标角速度的第二驱动电压。由于，总扰动信号包括外界扰动信号和由传感装置引起的内部干扰信号，因此，利用得到的第二驱动电压驱动平台转动，可以减小由于外界扰动信号和内部干扰信号引起的转动误差，从而可以提高激光器输出激光的精度。
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1.一种基于频率自适应观测的扰动抑制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的扰动抑制系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述控制单元包括：
4.根据权利要求2所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述辅助滤波器根据所述第一驱动电压生成第一补偿电压，所述驱动器根据所述第二驱动电压和所述第一补偿电压驱动所述惯性参考单元发生所述第二运动，使所述平台转动至所述目标转角。
5.根据权利要求3所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述第一观测器包括：
6.根据权利要求5所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述第一观测器还包括：
7.根据权利要求3所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述第二观测器被配置为基于所述第二目标角速度、所述第一驱动电压和所述第二观测器中储存的初始转角、初始观测角速度和初始补偿角速度得到更新后的所述第一补偿角速度。
8.根据权利要求7所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述第二观测器被配置为基于所述第二目标角速度和初始观测角速度，利用谐振观测传递函数和正弦扰动
9.根据权利要求3所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述辅助滤波器被配置为基于所述第一角速度和所述第一驱动电压利用名义模型传递函数得到角速度扰动值，基于所述角速度扰动值利用低通滤波器得到第一补偿电压。
10.根据权利要求9所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述辅助滤波器被配置为基于所述角速度扰动值，利用所述低通滤波器得到第一干扰角速度，基于所述角速度扰动值，利用高通滤波器得到第二目标角速度。
...【技术特征摘要】
1.一种基于频率自适应观测的扰动抑制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的扰动抑制系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述控制单元包括：
4.根据权利要求2所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述辅助滤波器根据所述第一驱动电压生成第一补偿电压，所述驱动器根据所述第二驱动电压和所述第一补偿电压驱动所述惯性参考单元发生所述第二运动，使所述平台转动至所述目标转角。
5.根据权利要求3所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述第一观测器包括：
6.根据权利要求5所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述第一观测器还包括：
7.根据权利要求3所述的扰动抑制系统，其特征在于，所述第二观测器被配置为基于所述第二目标角速度、...
【专利技术属性】
技术研发人员：李醒飞，王天宇，拓卫晓，刘雅琪，周政，封善斋，何梦洁，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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