【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及惯性导航，具体涉及一种用于单轴旋转调制惯导系统的转位机构的控制方法。
技术介绍
1、捷联惯性导航系统采集陀螺和加速度计数据，通过导航计算机解算出载体的实时速度、位置、姿态、航向等信息，但其误差随时间积累，长时间工作后误差会逐渐发散。因此，对于长航时的应用场合，其导航精度往往不能满足任务需求。在现有的惯性器件成本基础上，采用单轴旋转调制惯导系统可以有效抑制惯性器件的常值偏差造成的误差发散问题，从而提高系统的长时间导航能力，具有结构实现相对简单、可靠性强的优点，在实际得到了广泛的运用。
2、单轴旋转调制惯导系统由imu、导航计算机和转位机构等组成，转位机构包括直流力矩电机、光栅编码器和电机驱动器等。imu安装在转位机构上，导航计算机读取光栅编码器的角位置信息，通过转动规律计算出pwm值，再经由fpga向电机驱动器发送指令，电机驱动器根据指令驱动直流力矩电机转动，实现惯导的单轴旋转调制过程。其中导航计算机如何准确在每个中断内实时计算出pwm值实现imu按特定规律转动是整个系统的关键。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种用于单轴旋转调制惯导系统的转位机构的控制方法，能够解决如何精确控制转位机构的转动角度的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的。
3、一种用于单轴旋转调制惯导系统的转位机构的控制方法，包括：
4、步骤s1：确定单轴旋转调制惯导系统的调制模式；设置转位机构的转停时间和驱动信息；p>
5、步骤s2：调制模式为绕载体系模式时，将单轴旋转调制惯导系统的光栅相对于光栅零位的角度设置为参考角度位置；调制模式为绕地理系模式时，将单轴旋转调制惯导系统当前航向角设置为参考角度位置；基于参考角度位置，设置目标角度位置和下次目标角度位置；
6、步骤s3：基于驱动信息驱动所述转位机构，在转位机构处于旋转状态时，监听导航计算机发送的中断信号，在中断期间，基于目标角度位置、下次目标角度位置、参考角度位置确定转位机构的驱动信息，基于转位机构的当前转动角速度及中断时长，更新目标角度位置和下次目标角度位置；中断结束后，基于驱动信息驱动转位机构；若接收到结束指令，方法结束；否则，进入步骤s4；
7、步骤s4：确定是否符合预设退出条件，若是，设置转动机构为静止状态，静止状态持续时长达到转停时间时，进入步骤s3；否则，进入步骤s3。
8、优选地，所述步骤s3，在中断期间，基于目标角度位置、下次目标角度位置、参考角度位置确定转位机构的驱动信息，包括：
9、对下次目标角度位置和所述目标角度位置做差，差值的绝对值作为所述转位机构需要转动的角度，基于参考角度位置和所述目标角度位置的差值的绝对值进行比例-积分-微分(pid)计算，得到的数值作为脉冲宽度调制(pwm)值，基于脉冲宽度调制值生成驱动电压信息，作为驱动信息。
10、优选地，所述步骤s3，基于转位机构的当前转动角速度及中断时长，更新目标角度位置和下次目标角度位置，包括：
11、将所述转位机构的当前转动角速度和本次中断的时长相乘，得到的角度数值与所述目标角度位置相加，用得到的结果更新所述目标角度位置；当所述目标角度位置和所述下次目标角度位置一致时，根据所述转位机构的旋转规律更新所述下次目标角度位置。
12、优选地，所述步骤s4，所述预设退出条件为所述转位机构计算得到的角度值小于下次目标角度位置和所述目标角度位置差值的绝对值或所述转位机构的当前转动角速度小于预设阈值，其中，所述转位机构计算得到的角度值为所述转位机构的当前转动角速度和本次中断的时长相乘得到的角度值。
13、优选地，所述步骤s3还包括：驱动转位机构后，所述转位机构在从静止状态转换到旋转状态过程中，第一阶段为加速运动，在所述第一阶段所述转位机构的转动加速度为设定角加速度，使得转动角速度逐渐增大到最大转动角速度；第二阶段为匀速运动，在所述第二阶段所述转位机构的转动角速度为最大转动角速度，转动加速度为0；在所述转位机构处于第二阶段达到第一预设时长后，调整转动角速度及转动加速度，并以运动学公式进行实时判断，其中，vt为目标速度，值为0，v0为调整后的转动角速度，a为调整后的转动加速度，s为所述转位机构能够转过的角度，判断条件为以调整后的转动角速度和调整后的转动加速度执行匀减速转动，所述转位机构能够转过的角度不小于下次目标角度位置与所述目标角度位置之差的绝对值时，进入第三阶段；在所述第三阶段所述转位机构的转动加速度为所述设定角加速度的相反数，使所述转动机构以所述调整后的转动角速度为初始转动角速度，以所述调整后的转动加速度为转动加速度，执行匀减速转动，使得所述转动机构停止转动。
14、优选地，所述转停时间为所述转位机构保持静止状态的时长，到达转停时间时，所述转位机构从静止状态切换为旋转状态。
15、有益效果：
16、(1)本专利技术考虑转位机构的工作模式，即考虑imu绕载体系调制或绕地理系调制；
17、(2)本专利技术在每个中断内计算得到设定目标角度位置以及获取实际角度位置，准确实时计算出pwm值实现imu按特定规律转动；
18、(3)本专利技术进一步降低常值偏差造成的误差发散；
19、(4)本专利技术提高惯导长航时导航精度。
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1.用于单轴旋转调制惯导系统的转位机构的控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3，在中断期间，基于目标角度位置、下次目标角度位置、参考角度位置确定转位机构的驱动信息，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3，基于转位机构的当前转动角速度及中断时长，更新目标角度位置和下次目标角度位置，包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4，所述预设退出条件为所述转位机构计算得到的角度值小于下次目标角度位置和所述目标角度位置差值的绝对值或所述转位机构的当前转动角速度小于预设阈值，其中，所述转位机构计算得到的角度值为所述转位机构的当前转动角速度和本次中断的时长相乘得到的角度值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：驱动转位机构后，所述转位机构在从静止状态转换到旋转状态过程中，第一阶段为加速运动，在所述第一阶段所述转位机构的转动加速度为设定角加速度，使得转动角速度逐渐增大到最大转动角速度；第二阶段为匀速运动，在所述第二阶段所述转位机构的转动角速度为最
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述转停时间为所述转位机构保持静止状态的时长，到达转停时间时，所述转位机构从静止状态切换为旋转状态。
...【技术特征摘要】
1.用于单轴旋转调制惯导系统的转位机构的控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3，在中断期间，基于目标角度位置、下次目标角度位置、参考角度位置确定转位机构的驱动信息，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s3，基于转位机构的当前转动角速度及中断时长，更新目标角度位置和下次目标角度位置，包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s4，所述预设退出条件为所述转位机构计算得到的角度值小于下次目标角度位置和所述目标角度位置差值的绝对值或所述转位机构的当前转动角速度小于预设阈值，其中，所述转位机构计算得到的角度值为所述转位机构的当前转动角速度和本次中断的时长相乘得到的角度值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3还包括：驱动转位机构后，所述转位机构在从静止状态转换到旋转状态过程中，第一阶段为加速运动，在所述第一阶段所述转位机构的转动加速度为设定角...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩袁昭，姜校亮，可伟，牛亚辉，黄科，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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