一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺服控制方法技术

本发明专利技术属于光电伺服控制领域，具体公开一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺服控制方法，该方法包括以下步骤：光电搜索跟踪转台惯性空间搜索控制：获取控制电机运动的新的DA口搜索电压控制量，从而驱动电机带动转台作出搜索运动；光电搜索跟踪转台急停控制，获取控制电机运动的DA口急停电压控制量，从而驱动电机带动转台作出急停运动；光电搜索跟踪转台跟踪控制，获取控制电机运动的DA口跟踪电压控制量，从而驱动电机带动转台作出跟踪运动。该方法它能够满足动基座光电转台的解耦控制功能要求，并能够实现该转台的高精度跟踪定位控制要求、又能保证转台在惯性空间高速稳定搜索性能以及搜索急停转跟踪性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电伺服控制领域，具体涉及一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺 服控制方法。
技术介绍
光电跟踪转台是光电制导跟踪设备的重要组成部分，它的性能直接关系着光电制 导设备能否达到所需的跟踪精度要求以及实现相关的伺服控制功能，随着目标机动性能的 增强，对光电跟踪转台的跟踪能力与伺服控制性能也提出更高的要求。高速高精度车载动 基座光电搜索跟踪转台是光电跟踪转台的一种，从伺服控制角度而言它是一个光电稳定、 高速搜索与高精度跟踪系统，而伺服控制技术是以上各系统获得所需性能的关键环节。车载动基座光电转台与定基座光电转台的主要区别是它安装在战车转塔上，车体 振动及转塔调转会造成视轴的变化，需要设计具有解耦控制功能的速度环稳定回路来隔离 车体振动和转塔转动对转台的影响，实现转台上光电设备的视轴稳定。通常通过在转台上 装有测速陀螺获得转台空间速度可进行解耦控制，但只有选取合适的测速陀螺，将陀螺安 装在正确的位置以及设计优良的解耦伺服控制算法才会取的良好的解耦控制效果。车载动基座光电跟踪转台工作在搜索状态时要求方位在惯性空间以360° /s角 速度高速旋转状态，俯仰轴要始终保持所要求的惯性空间角度上；该转台要求从高速搜索 状态转至跟踪状态的稳定时间不大于Is ;光电跟踪转台通常是根据图像脱靶量进行跟踪 控制，而图像脱靶量由于具有延时较长及通信周期较大的问题，常规的带速度前馈PID复 合控制不能保证光电转台的高精度跟踪要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方 法它能够满足动基座光电转台的解耦控制功能要求，并能够实现该转台的高精度跟踪定位 控制要求、又能保证转台在惯性空间高速稳定搜索性能以及搜索急停转跟踪性能。实现本专利技术目的的技术方案一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺服控制方 法，该方法包括以下步骤步骤(I)光电搜索跟踪转台惯性空间搜索控制获取控制电机运动的搜索时的DA 口搜索电压控制量，从而通过驱动器将DA 口搜索电压控制量功率放大后驱动电机带动转 台作出搜索运动；步骤⑵光电搜索跟踪转台急停控制，获取控制电机运动急停时的DA 口电压控制 量，从而通过驱动器将急停时的DA 口电压控制量功率放大后驱动电机带动转台作出急停 运动；步骤(3)光电搜索跟踪转台跟踪控制，获取控制电机运动的跟踪时的DA 口电压控 制量，从而通过驱动器将跟踪时的DA 口电压控制量功率放大后驱动电机带动转台作出跟 踪运动。所述的步骤(I)包括以下步骤步骤(1.1)进行搜索指令角度值的坐标系变换，得到光电搜索跟踪转台坐标系中 目标位值给定值，具体的坐标系变换方法如下(1.1.1)获取光电搜索跟踪转台基座在惯性空间坐标系中的空间位置值航向角H、俯仰角P、横滚角R ;(1.1. 2)根据上述步骤(1.1.1)测量得到的光电搜索跟踪转台基座的空间位置 值，通过坐标变换将惯性空间坐标系中的空间位置指令角度值转化为光电搜索跟踪转台坐 标系中的目标位置给定值；步骤(1. 2)将步骤(1.1. 2)转台坐标系中的目标位置给定值代入带前馈的分段变 参数PID复合控制中，以获取搜索时的速度给定控制量，并将该速度给定控制量作为步骤 (1. 3)的陀螺速度稳定回路的输入，具体包括以下步骤步骤(1.2.1)，读取步骤(1. 1.2)中得到转台坐标系的目标位置给定值，并将目标 位置给定值代入分段变参数PID控制中，获取相应的分段变参数PID控制量；步骤(1. 2. 2)获取速度前馈控制量将步骤(1.1. 2)转台坐标系中的目标位置给 定值微分后获得目标速度值，然后将目标速度值乘以前馈系数以获得速度前馈控制量；步骤(1. 2. 3)获取加速度前馈控制量将转台坐标系中的目标速度值微分后获得 目标速度值，然后将目标速度值乘以前馈系数以获得加速度前馈控制量；步骤(1. 2. 4)获取速度给定控制量将上述步骤(1. 2.1)中得到的分段变参数 PID控制量与上述步骤(1.2.2)中得到的速度前馈控制量及上述步骤(1.2.3)中得到的加 速度前馈控制量相加作为速度给定控制量；步骤(1. 3)读取上述步骤(1. 2)得到的速度给定控制量，并将速度给定控制量代 入陀螺解耦速度环，以获取控制电机运动所需要的DA 口电压控制量；步骤(1. 3.1)设置陀螺速度环，将上述步骤(1. 2. 4)得到的速度给定控制量代入 所设置的陀螺速度环获取控制电机运动所需要的DA 口电压控制量；具体步骤如下步骤(1. 3.1.1)通过光纤陀螺获得转台的惯性空间速度值控制器⑴每Ims通 过AD 口读取光纤陀螺的电压值，将该电压值乘以144得到惯性空间速度值；步骤(1. 3.1. 2)获取陀螺速度偏差值控制器(I)每Ims将读取的速度给定控制 量减去上述步骤(1. 3.1.1)中的空间速度值获得陀螺速度偏差值；步骤(1. 3.1. 3)获取控制电机运动所需要的DA 口电压控制量将上述步骤 (1. 3.1. 2)中得到的陀螺速度偏差值代入PI控制器计算出DA 口电压控制量步骤(1. 3. 2)进行加速度阻尼补偿，获取控制电机运动所需要的新的DA 口电压控 制量，将该DA 口电压控制量经驱动器功率放大后驱动电机带动转台运动，具体步骤如下步骤(1. 3. 2.1)获取码盘加速度信息将码盘位置值微分二次后获得码盘加速 度；步骤(1. 3. 2. 2)获取补偿控制信号将上述步骤(1. 3. 2.1)中得到的码盘加速度 经过非线性加速度控制器处理计算后得到补偿控制信号；步骤(1. 3. 2. 3)获取驱动器的新的DA 口电压控制量将上述步骤(1. 3. 2.1)中得 到的DA 口电压控制量减去上述步骤(1. 3. 2. . 2)中得到的补偿控制信号，所得差值分别作 为新的DA 口电压控制量；步骤(1. 3. 2. 4)驱动器将上述步骤(1. 3. 2. 3)中得到的新的DA 口电压控制量进 行功率放大后，驱动力矩电机带动光电转台作出相应的运动。所述的步骤⑵包括以下步骤步骤(2.1)对光电搜索跟踪转台急停的路径进行规划，给出急停时的目标位置给 定值步骤(2. 2)将上述步骤(2.1)中得到的将目标位置给定值代入上述步骤(1. 2)所 述的带前馈的变参数PID复合控制中，获得相应的急停速度给定控制量；步骤(2. 3)将上述步骤(2. 2)中得到的急停速度给定控制量代入上述步骤(1. 3) 所述的陀螺速度环稳定回路，获得相应的DA 口急停电压控制量；步骤(2. 4)将上述步骤(2. 3)中得到的DA 口急停电压控制量进行功率放大后驱 动力矩电机带动转台作出相应的急停运动。所述的步骤⑶包括以下步骤步骤(3.1)进行脱靶量数据处理，获取跟踪分段变参数PID控制量步骤(3. 2)光电跟踪控制获取控制电机运动的DA 口跟踪电压控制量，从而使驱 动力矩电机带动转台作跟踪运动，具体步骤如下步骤(3. 2.1)获取跟踪时的速度滞后补偿控制量将步骤(1. 3.1)中测量的惯性 空间速度值与滞后补偿系数相乘得到跟踪速度滞后补偿控制量；步骤(3. 2. 2)获取跟踪时的加速度滞后补偿控制量将步骤(1. 3.1)中测量的惯性空间速度值微分后获得惯性空间加速度值与滞后 补偿系数相乘得到跟踪速度滞后补偿控制量；步骤(3. 2. 3)获取跟踪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载动基座光电搜索跟踪转台的伺服控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤(1)光电搜索跟踪转台惯性空间搜索控制：获取控制电机运动的搜索时的DA口搜索电压控制量，从而通过驱动器将DA口搜索电压控制量功率放大后驱动电机带动转台作出搜索运动；步骤(2)光电搜索跟踪转台急停控制，获取控制电机运动急停时的DA口电压控制量，从而通过驱动器将急停时的DA口电压控制量功率放大后驱动电机带动转台作出急停运动；步骤(3)光电搜索跟踪转台跟踪控制，获取控制电机运动的跟踪时的DA口电压控制量，从而通过驱动器将跟踪时的DA口电压控制量功率放大后驱动电机带动转台作出跟踪运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季东，刘家国，鲁青，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第二研究院二零七所，
类型：发明
国别省市：