基于误差模型的光电跟踪控制系统中跟踪误差的估计方法技术方案

本发明专利技术基于误差模型的光电跟踪控制系统中跟踪误差的估计方法，该方法包括步骤如下：步骤S1：通过频率响应仪对所述系统扫频或者用有限元软件计算，获取所述系统的机械谐振频率f1，获得所述系统的速度带宽常数T1≈1/(0.6πf1)；步骤S2：利用所述系统中的跟踪传感器，构建前馈控制器的低通滤波器的带宽模型bw＝2πτ，其中所述系统延迟时间τ＝3t，t为跟踪传感器的采样时间；步骤S3：利用所述系统延迟时间和速度带宽常数，构建比例积分PI反馈控制器的增益模型Kp＝0.0699/(τ+T1)2；步骤S4：利用比例积分PI反馈控制器增益、目标运动轨迹r(t)的加速度以及加加速度构建所述系统的反馈误差模型和复合控制误差模型从而得到所述系统的反馈误差和复合控制误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电跟踪控制系统的测量技术，涉及一种适用于光电跟踪控制系统的误差估计方法，具体是一种基于误差模型的跟踪控制系统的误差估计方法。
技术介绍
光电跟踪控制系统中，现有的误差估计方法都普遍采用了经典公式。这些经典公式都是从开环系统的速度滞后误差、加速滞后误差系数以及目标的速度、加速度来得到跟踪误差。该方法主要的不足有两点:I)没有从误差的基本定律出发，无法得到较为准确的数学公式；2)目标的速度、加速度甚至加加速度都是变化量，不能按照滞后误差理论分析。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的提供一种基于误差模型光电跟踪控制系统中跟踪误差的估计方法。本专利技术技术方案的实现步骤如下:步骤S1:通过频率响应仪对光电跟踪控制系统扫频或者采用有限元软件计算，获取光电跟踪控制系统的机械谐振频率f1;由此获得光电跟踪控制系统的速度带宽常数T1 ?1/(0.6 JIf1)；步骤S2:利用光电跟踪控制系统中的跟踪传感器，构建前馈控制器的低通滤波器的带宽模型bw = 2Ji τ，其中光电跟踪控制系统延迟时间τ = 3t，t为跟踪传感器的采样时间；步骤S3:利用光电跟踪控制系统延迟时间和速度带宽常数，构建比例积分PI反馈控制器的增益模型Kp = 0.0699/(τ +T1)2 ；步骤S4:利用比例积分PI反馈控制器增益、目标运动轨迹r(t)的加速度/.-(/)以及加加速度HO，构建光电跟踪控制系统的反馈误差模型_)=印)/&和复合控制误差模型e/(0 =队从而得到光电跟踪控制系统的反馈误差和复合控制误差。本专利技术的有益效果:本专利技术只需要知道光电跟踪控制系统的机械谐振频率，跟踪传感器采样时间、目标加速度(加加速度)便可以较为准确估计跟踪误差，从而提升了测量跟踪误差的准确度。本专利技术解决了现有技术无法得到较为准确的误差数据的技术问题；本专利技术解决了现有技术目标的速度、加速度甚至加加速度都是变化量，不能按照滞后误差理论分析的技术问题。【附图说明】图1是光电跟踪控制系统结构图；图2a表示跟踪正弦轨迹反馈控制误差；图2b表示过航迹跟踪反馈控制误差；图3a表示跟踪正弦轨迹复合控制误差；图3b表示过航迹跟踪复合控制误差。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。结合图1说明本专利技术光电跟踪控制系统结构的原理，图1属于控制上经典框图，不需要任何解释，该领域的人都可以看懂。图1中含有:跟踪传感器CCD、比例积分PI反馈控制器C(S)、电机转台控制对象Gv(S)、积分器Ι/s、前馈控制器Gf(S)，其中s是频率变换因子，V、f无任何物理含义。本专利技术基于误差模型的光电跟踪控制系统误差估计方法的实现误差模型步骤如下:步骤S1:通过频率响应仪对光电跟踪控制系统扫频或者采用有限元软件计算，获取光电跟踪控制系统的机械谐振频率f1;由此获得光电跟踪控制系统的速度带宽常数T1~1/(0.6 JIf1),其中，I是角标；步骤S2:利用光电跟踪控制系统中的跟踪传感器CCD，构建前馈控制器Gf (S)的低通滤波器的带宽模型bw = 2π τ，其中光电跟踪控制系统延迟时间τ = 3t，t为跟踪传感器CCD的米样时间；步骤S3:利用光电跟踪控制系统延迟时间和速度带宽常数，构建比例积分PI反馈控制器C(S)的增益模型Kp = 0.0699/(τ +T1)2 ；步骤S4:利用比例积分PI反馈控制器C(S)增益、目标运动轨迹r(t)的加速度MO以及加加速度HO或是利用获取目标运动轨迹的最大加速度以及最大加加速度，构建光电跟踪控制系统的反馈误差模型和复合控制误差模型~(0 =也+7；)/1/(0，从而得到光电跟踪控制系统的反馈误差和复合控制误差。所述反馈误差、复合控制误差描述了连续性误差，还给出离散性误差:将公式eit)=miKp、ef{t)=(bw+i\vKpm中加速度m以及加加速度/⑴替换成离散形式下目标的加速度以及加加速度。所述的反馈误差模型WO=A⑴忽略了三次以上高阶项，复合控制误差模型9 (i) = (6W + K ) / A' pr{ O忽略了四次以上高阶项。构建上述步骤的基本原理如下解释，所述光电跟踪控制系统中反馈控制环节的频率域误差传递函数表示为:= =(1) /《.V) I+ Gil (.V)复合控制的误差(Ms)为:r I Λ ? \ 厂(λ) 1-(.sOO)Φτ (S) = —- = —.-?;—(2)其中R(s)为目标运轨迹频率域描述，E(s)为光电跟踪控制系统误差，Gf(S)为前馈控制器，G0(s)为位置开环传递函数；位置开环传递函数Gtl (S)可以描述为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
光电跟踪控制系统中跟踪误差的估计方法，其特征在于：所述误差传递模型的构建步骤如下：步骤S1：通过频率响应仪对光电跟踪控制系统扫频或者采用有限元软件计算，获取光电跟踪控制系统的机械谐振频率f1，由此获得光电跟踪控制系统的速度带宽常数T1≈1/(0.6πf1)；步骤S2：利用光电跟踪控制系统中的跟踪传感器，构建前馈控制器的低通滤波器的带宽模型bw＝2πτ，其中光电跟踪控制系统延迟时间τ＝3t，t为跟踪传感器的采样时间；步骤S3：利用光电跟踪控制系统延迟时间和速度带宽常数，构建比例积分PI反馈控制器的增益模型Kp＝0.0699/(τ+T1)2；步骤S4：利用比例积分PI反馈控制器增益、目标运动轨迹r(t)的加速度以及加加速度构建光电跟踪控制系统的反馈误差模型e(t)=r··(t)/Kp和复合控制误差模型ef(t)=(bw+T1)/Kpr···(t),从而得到光电跟踪控制系统的反馈误差和复合控制误差。FDA0000417863220000011.jpg,FDA0000417863220000012.jpg...

【技术特征摘要】
1.光电跟踪控制系统中跟踪误差的估计方法，其特征在于:所述误差传递模型的构建步骤如下: 步骤S1:通过频率响应仪对光电跟踪控制系统扫频或者采用有限元软件计算，获取光电跟踪控制系统的机械谐振频率f1;由此获得光电跟踪控制系统的速度带宽常数T1 ^ I/(0.6 JI f\)； 步骤S2:利用光电跟踪控制系统中的跟踪传感器，构建前馈控制器的低通滤波器的带宽模型bw = 2Ji τ，其中光电跟踪控制系统延迟时间τ = 3t，t为跟踪传感器的采样时间；步骤S3:利用光电跟踪控制系统延迟时间和速度带宽常数，构建比例积分PI反馈控制器的增益模型Kp = 0.0699/(τ +T1)2 ； 步骤S4:利用比例积分PI反馈控制器增益、目标运动轨迹r(t)的加速度以及加加速度HO，构建光电跟踪控制系统的反馈误差模型#)=印)/&和复合控制误差模型9(0 =氏+P/夂/W，从而得到光电跟...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐涛，钟代军，刘兴法，杜俊峰，黄永梅，包启亮，任戈，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：