【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机载光电平台调转，尤其涉及一种机载光电平台调转系统。
技术介绍
1、当无人机上的雷达系统监测到感兴趣目标时，需要机载光电平台能够快速调转并稳定指向该目标，以达到清晰侦察该目标的目的。这时要求伺服系统在1s内完成机载光电平台的180°快速调转，传统的稳定侦查平台中，由于电机选择以及控制方法等问题，很难做到将电机的储备力矩全部发挥出来，平台调转180°的时间远大于1s。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有技术的机载光电平台调转180°所需要的时间较长的技术问题，提出了一种机载光电平台调转系统。
2、第一方面，提供了一种机载光电平台调转系统，所述机载光电平台调转系统包括：非线性控制器、选择开关、电流环控制器、功率驱动元件、电机、电流反馈元件、速度反馈元件、角位置反馈元件、第一误差变换处理单元、位置环控制器、第二误差变换处理单元、速度环控制器，所述电流反馈元件用于获取机载光电平台的电流信息，所述速度反馈元件用于获取机载光电平台的速度信息、所述角位置反馈元件用于获取机载光电平台的角位置信息；
3、所述非线性控制器，用于响应于控制所述机载光电平台进行旋转的操作，通过正向、反向非线性控制输出的电流的控制量；所述选择开关导通非线性控制器与电流环控制器；
4、所述电流环控制器，用于将所述电流反馈元件获取的机载光电平台的电流信息以及所述控制量进行闭环处理，输出电机的相电流，作为第一相电流；
5、所述功率驱动元件，用于将所述第一相电流，
6、所述第一误差变换处理单元，用于将所述机载光电平台的角位置信息转化为离散化的角位置信息；
7、所述位置环控制器，用于将离散化的所述角位置信息，转化为离散化的速度信息，作为第一速度信息；
8、所述第二误差变换处理单元，用于将所述机载光电平台的速度信息，转化为离散化的速度信息，作为第二速度信息；
9、所述速度环控制器，用于根据所述第二速度信息以及所述第一速度信息经过速度闭环控制，转化为离散化的电流量，其中，所述选择开关断开非线性控制器与电流反馈元件，并导通速度环控制器与电流环控制器；
10、所述电流环控制器，用于将电流反馈元件获取的机载光电平台的电流信息以及离散化的电流量进行闭环处理，输出电机的相电流，作为第二相电流；
11、所述功率驱动元件，用于将所述第二相电流，经过功率放大，输出电机驱动量，驱动所述电机执行相应的动作，以使与所述电机相连的所述机载光电平台旋转至180度的位置。
12、进一步地，所述非线性控制器的输出端与所述选择开关连接的一个输入端连接，所述选择开关的输出端连接所述电流环控制器的输入端，所述电流环控制器的输出端连接所述功率驱动元件的输入端连接，所述功率驱动元件的输出端与所述电机的输入端连接，所述电机与所述机载光电平台的运动框架连接，所述运动框架连接所述电流反馈元件的一端，所述电流反馈元件的另一端与所述电流环控制器的输入端连接，所述运动框架连接所述速度反馈元件的一端，所述速度反馈元件的另一端连接所述第二误差变换处理单元的输入端，所述第二误差变换处理单元的输出端连接所述速度环控制器的输入端，所述速度环控制器的输出端与所述选择开关连接的另一个输入端连接，所述运动框架连接所述角位置反馈元件的一端，所述角位置反馈元件的另一端连接所述第一误差变换处理单元的输入端，所述第一误差变换处理单元的输出端与所述位置环控制器的输入端连接，所述位置环控制器的输出端连接所述速度环控制器的输入端。
13、进一步地，所述电流环控制器是根据峰值堵转电流进行设计得到的，其中，峰值堵转电流是根据1s内需要将机载光电平台调转180°的条件，计算出机载光电平台的角加速度agive，进而确定电机的最大输出力矩τmax和峰值堵转电流imax，具体计算公式如下：
14、
15、τmax＝l×agive
16、
17、τmax＝kt×imax
18、其中，s为机载光电平台的角位移，t为快速调转所需要的时间，l为转动惯量，mi为第i个质元质量，ri为第i个质元到转轴的垂直距离，kt为电机的转矩常数。
19、进一步地，所述速度环控制器以及位置环控制器均是基于光电平台方位轴传递函数进行设计得到的，光电平台方位轴传递函数表示如下：
20、
21、其中，ωn为自然频率，ξ为阻尼比，k为方位轴传递函数开环增益，s表示为拉普拉斯变换。
22、本专利技术提出的机载光电平台调转系统包括：非线性控制器、选择开关、电流环控制器、功率驱动元件、电机、电流反馈元件、速度反馈元件、角位置反馈元件、第一误差变换处理单元、位置环控制器、第二误差变换处理单元、速度环控制器，所述电流反馈元件用于获取机载光电平台的电流信息，所述速度反馈元件用于获取机载光电平台的速度信息、所述角位置反馈元件用于获取机载光电平台的角位置信息；所述非线性控制器，用于响应于控制所述机载光电平台进行旋转的操作，通过正向、反向非线性控制输出的电流的控制量；所述选择开关导通非线性控制器与电流环控制器；所述电流环控制器，用于将所述电流反馈元件获取的机载光电平台的电流信息以及所述控制量进行闭环处理，输出电机的相电流，作为第一相电流；所述功率驱动元件，用于将所述第一相电流，经过功率放大，输出电机驱动量，驱动电机执行相应的动作，以使与电机连接的机载光电平台旋转至预设角度，其中，所述预设角度小于180度；所述第一误差变换处理单元，用于将所述机载光电平台的角位置信息转化为离散化的角位置信息；所述位置环控制器，用于将离散化的所述角位置信息，转化为离散化的速度信息，作为第一速度信息；所述第二误差变换处理单元，用于将所述机载光电平台的速度信息，转化为离散化的速度信息，作为第二速度信息；所述速度环控制器，用于根据所述第二速度信息以及所述第一速度信息经过速度闭环控制，转化为离散化的电流量，其中，所述选择开关断开非线性控制器与电流反馈元件，并导通速度环控制器与电流环控制器；所述电流环控制器，用于将电流反馈元件获取的机载光电平台的电流信息以及离散化的电流量进行闭环处理，输出电机的相电流，作为第二相电流；所述功率驱动元件，用于将所述第二相电流，经过功率放大，输出电机驱动量，驱动所述电机执行相应的动作，以使与所述电机相连的所述机载光电平台旋转至180度的位置。能够通过非线性控制器输出的非线性给定值，先将机载光电平台完成预设角度的旋转，由于利用非线性给定值会产生大的超调，不利于快速调转平稳性的要求，故而通过速度环控制器、位置环控制器，确定第二相电流，并采用第二相电流对电机进行控制，使机载光电平台旋转至180度的位置，减少快速调转的超调量，从而实现机载光电平台的180°快速调转。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种机载光电平台调转系统，其特征在于，所述机载光电平台调转系统包括：非线性控制器、选择开关、电流环控制器、功率驱动元件、电机、电流反馈元件、速度反馈元件、角位置反馈元件、第一误差变换处理单元、位置环控制器、第二误差变换处理单元、速度环控制器，所述电流反馈元件用于获取机载光电平台的电流信息，所述速度反馈元件用于获取机载光电平台的速度信息、所述角位置反馈元件用于获取机载光电平台的角位置信息；
2.根据权利要求1所述的机载光电平台调转系统，其特征在于，所述非线性控制器的输出端与所述选择开关连接的一个输入端连接，所述选择开关的输出端连接所述电流环控制器的输入端，所述电流环控制器的输出端连接所述功率驱动元件的输入端连接，所述功率驱动元件的输出端与所述电机的输入端连接，所述电机与所述机载光电平台的运动框架连接，所述运动框架连接所述电流反馈元件的一端，所述电流反馈元件的另一端与所述电流环控制器的输入端连接，所述运动框架连接所述速度反馈元件的一端，所述速度反馈元件的另一端连接所述第二误差变换处理单元的输入端，所述第二误差变换处理单元的输出端连接所述速度环控制器的输入端，所述速度环
3.根据权利要求1所述的机载光电平台调转系统，其特征在于，电流环控制器是根据峰值堵转电流进行设计得到的，其中，峰值堵转电流是根据1s内需要将机载光电平台调转180°的条件，计算出机载光电平台的角加速度agive，进而确定电机的最大输出力矩τmax和峰值堵转电流Imax，具体计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的机载光电平台调转系统，其特征在于，所述速度环控制器以及位置环控制器均是基于光电平台方位轴传递函数进行设计得到的，光电平台方位轴传递函数表示如下：
...【技术特征摘要】
1.一种机载光电平台调转系统，其特征在于，所述机载光电平台调转系统包括：非线性控制器、选择开关、电流环控制器、功率驱动元件、电机、电流反馈元件、速度反馈元件、角位置反馈元件、第一误差变换处理单元、位置环控制器、第二误差变换处理单元、速度环控制器，所述电流反馈元件用于获取机载光电平台的电流信息，所述速度反馈元件用于获取机载光电平台的速度信息、所述角位置反馈元件用于获取机载光电平台的角位置信息；
2.根据权利要求1所述的机载光电平台调转系统，其特征在于，所述非线性控制器的输出端与所述选择开关连接的一个输入端连接，所述选择开关的输出端连接所述电流环控制器的输入端，所述电流环控制器的输出端连接所述功率驱动元件的输入端连接，所述功率驱动元件的输出端与所述电机的输入端连接，所述电机与所述机载光电平台的运动框架连接，所述运动框架连接所述电流反馈元件的一端，所述电流反馈元件的另一端与所述电流环控制器的输入端连接，所述运动框架连接所述速度反馈元件的一端，所述速度反馈元件的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金钊，李贤涛，刘仲宇，王璐，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。