本發明專利技術屬于光電伺服控制領域，具體公開一種車載動基座光電搜索跟蹤轉臺的伺服控制方法，該方法包括以下步驟：光電搜索跟蹤轉臺慣性空間搜索控制：獲取控制電機運動的新的DA口搜索電壓控制量，從而驅動電機帶動轉臺作出搜索運動；光電搜索跟蹤轉臺急停控制，獲取控制電機運動的DA口急停電壓控制量，從而驅動電機帶動轉臺作出急停運動；光電搜索跟蹤轉臺跟蹤控制，獲取控制電機運動的DA口跟蹤電壓控制量，從而驅動電機帶動轉臺作出跟蹤運動。該方法它能夠滿足動基座光電轉臺的解耦控制功能要求，并能夠實現該轉臺的高精度跟蹤定位控制要求、又能保證轉臺在慣性空間高速穩定搜索性能以及搜索急停轉跟蹤性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光電伺服控制領域，具體涉及一種車載動基座光電搜索跟蹤轉臺的伺 服控制方法。
技術介紹
光電跟蹤轉臺是光電制導跟蹤設備的重要組成部分，它的性能直接關系著光電制 導設備能否達到所需的跟蹤精度要求以及實現相關的伺服控制功能，隨著目標機動性能的 增強，對光電跟蹤轉臺的跟蹤能力與伺服控制性能也提出更高的要求。高速高精度車載動 基座光電搜索跟蹤轉臺是光電跟蹤轉臺的一種，從伺服控制角度而言它是一個光電穩定、 高速搜索與高精度跟蹤系統，而伺服控制技術是以上各系統獲得所需性能的關鍵環節。車載動基座光電轉臺與定基座光電轉臺的主要區別是它安裝在戰車轉塔上，車體 振動及轉塔調轉會造成視軸的變化，需要設計具有解耦控制功能的速度環穩定回路來隔離 車體振動和轉塔轉動對轉臺的影響，實現轉臺上光電設備的視軸穩定。通常通過在轉臺上 裝有測速陀螺獲得轉臺空間速度可進行解耦控制，但只有選取合適的測速陀螺，將陀螺安 裝在正確的位置以及設計優良的解耦伺服控制算法才會取的良好的解耦控制效果。車載動基座光電跟蹤轉臺工作在搜索狀態時要求方位在慣性空間以360° /s角 速度高速旋轉狀態，俯仰軸要始終保持所要求的慣性空間角度上；該轉臺要求從高速搜索 狀態轉至跟蹤狀態的穩定時間不大于Is ;光電跟蹤轉臺通常是根據圖像脫靶量進行跟蹤 控制，而圖像脫靶量由于具有延時較長及通信周期較大的問題，常規的帶速度前饋PID復 合控制不能保證光電轉臺的高精度跟蹤要求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，該方 法它能夠滿足動基座光電轉臺的解耦控制功能要求，并能夠實現該轉臺的高精度跟蹤定位 控制要求、又能保證轉臺在慣性空間高速穩定搜索性能以及搜索急停轉跟蹤性能。實現本專利技術目的的技術方案一種車載動基座光電搜索跟蹤轉臺的伺服控制方 法，該方法包括以下步驟步驟(I)光電搜索跟蹤轉臺慣性空間搜索控制獲取控制電機運動的搜索時的DA 口搜索電壓控制量，從而通過驅動器將DA 口搜索電壓控制量功率放大后驅動電機帶動轉 臺作出搜索運動；步驟⑵光電搜索跟蹤轉臺急停控制，獲取控制電機運動急停時的DA 口電壓控制 量，從而通過驅動器將急停時的DA 口電壓控制量功率放大后驅動電機帶動轉臺作出急停 運動；步驟(3)光電搜索跟蹤轉臺跟蹤控制，獲取控制電機運動的跟蹤時的DA 口電壓控 制量，從而通過驅動器將跟蹤時的DA 口電壓控制量功率放大后驅動電機帶動轉臺作出跟 蹤運動。所述的步驟(I)包括以下步驟步驟(1.1)進行搜索指令角度值的坐標系變換，得到光電搜索跟蹤轉臺坐標系中 目標位值給定值，具體的坐標系變換方法如下(1.1.1)獲取光電搜索跟蹤轉臺基座在慣性空間坐標系中的空間位置值航向角H、俯仰角P、橫滾角R ;(1.1. 2)根據上述步驟(1.1.1)測量得到的光電搜索跟蹤轉臺基座的空間位置 值，通過坐標變換將慣性空間坐標系中的空間位置指令角度值轉化為光電搜索跟蹤轉臺坐 標系中的目標位置給定值；步驟(1. 2)將步驟(1.1. 2)轉臺坐標系中的目標位置給定值代入帶前饋的分段變 參數PID復合控制中，以獲取搜索時的速度給定控制量，并將該速度給定控制量作為步驟 (1. 3)的陀螺速度穩定回路的輸入，具體包括以下步驟步驟(1.2.1)，讀取步驟(1. 1.2)中得到轉臺坐標系的目標位置給定值，并將目標 位置給定值代入分段變參數PID控制中，獲取相應的分段變參數PID控制量；步驟(1. 2. 2)獲取速度前饋控制量將步驟(1.1. 2)轉臺坐標系中的目標位置給 定值微分后獲得目標速度值，然后將目標速度值乘以前饋系數以獲得速度前饋控制量；步驟(1. 2. 3)獲取加速度前饋控制量將轉臺坐標系中的目標速度值微分后獲得 目標速度值，然后將目標速度值乘以前饋系數以獲得加速度前饋控制量；步驟(1. 2. 4)獲取速度給定控制量將上述步驟(1. 2.1)中得到的分段變參數 PID控制量與上述步驟(1.2.2)中得到的速度前饋控制量及上述步驟(1.2.3)中得到的加 速度前饋控制量相加作為速度給定控制量；步驟(1. 3)讀取上述步驟(1. 2)得到的速度給定控制量，并將速度給定控制量代 入陀螺解耦速度環，以獲取控制電機運動所需要的DA 口電壓控制量；步驟(1. 3.1)設置陀螺速度環，將上述步驟(1. 2. 4)得到的速度給定控制量代入 所設置的陀螺速度環獲取控制電機運動所需要的DA 口電壓控制量；具體步驟如下步驟(1. 3.1.1)通過光纖陀螺獲得轉臺的慣性空間速度值控制器⑴每Ims通 過AD 口讀取光纖陀螺的電壓值，將該電壓值乘以144得到慣性空間速度值；步驟(1. 3.1. 2)獲取陀螺速度偏差值控制器(I)每Ims將讀取的速度給定控制 量減去上述步驟(1. 3.1.1)中的空間速度值獲得陀螺速度偏差值；步驟(1. 3.1. 3)獲取控制電機運動所需要的DA 口電壓控制量將上述步驟 (1. 3.1. 2)中得到的陀螺速度偏差值代入PI控制器計算出DA 口電壓控制量步驟(1. 3. 2)進行加速度阻尼補償，獲取控制電機運動所需要的新的DA 口電壓控 制量，將該DA 口電壓控制量經驅動器功率放大后驅動電機帶動轉臺運動，具體步驟如下步驟(1. 3. 2.1)獲取碼盤加速度信息將碼盤位置值微分二次后獲得碼盤加速 度；步驟(1. 3. 2. 2)獲取補償控制信號將上述步驟(1. 3. 2.1)中得到的碼盤加速度 經過非線性加速度控制器處理計算后得到補償控制信號；步驟(1. 3. 2. 3)獲取驅動器的新的DA 口電壓控制量將上述步驟(1. 3. 2.1)中得 到的DA 口電壓控制量減去上述步驟(1. 3. 2. . 2)中得到的補償控制信號，所得差值分別作 為新的DA 口電壓控制量；步驟(1. 3. 2. 4)驅動器將上述步驟(1. 3. 2. 3)中得到的新的DA 口電壓控制量進 行功率放大后，驅動力矩電機帶動光電轉臺作出相應的運動。所述的步驟⑵包括以下步驟步驟(2.1)對光電搜索跟蹤轉臺急停的路徑進行規劃，給出急停時的目標位置給 定值步驟(2. 2)將上述步驟(2.1)中得到的將目標位置給定值代入上述步驟(1. 2)所 述的帶前饋的變參數PID復合控制中，獲得相應的急停速度給定控制量；步驟(2. 3)將上述步驟(2. 2)中得到的急停速度給定控制量代入上述步驟(1. 3) 所述的陀螺速度環穩定回路，獲得相應的DA 口急停電壓控制量；步驟(2. 4)將上述步驟(2. 3)中得到的DA 口急停電壓控制量進行功率放大后驅 動力矩電機帶動轉臺作出相應的急停運動。所述的步驟⑶包括以下步驟步驟(3.1)進行脫靶量數據處理，獲取跟蹤分段變參數PID控制量步驟(3. 2)光電跟蹤控制獲取控制電機運動的DA 口跟蹤電壓控制量，從而使驅 動力矩電機帶動轉臺作跟蹤運動，具體步驟如下步驟(3. 2.1)獲取跟蹤時的速度滯后補償控制量將步驟(1. 3.1)中測量的慣性 空間速度值與滯后補償系數相乘得到跟蹤速度滯后補償控制量；步驟(3. 2. 2)獲取跟蹤時的加速度滯后補償控制量將步驟(1. 3.1)中測量的慣性空間速度值微分后獲得慣性空間加速度值與滯后 補償系數相乘得到跟蹤速度滯后補償控制量；步驟(3. 2. 3)獲取跟蹤本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種車載動基座光電搜索跟蹤轉臺的伺服控制方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：步驟(1)光電搜索跟蹤轉臺慣性空間搜索控制：獲取控制電機運動的搜索時的DA口搜索電壓控制量，從而通過驅動器將DA口搜索電壓控制量功率放大后驅動電機帶動轉臺作出搜索運動；步驟(2)光電搜索跟蹤轉臺急停控制，獲取控制電機運動急停時的DA口電壓控制量，從而通過驅動器將急停時的DA口電壓控制量功率放大后驅動電機帶動轉臺作出急停運動；步驟(3)光電搜索跟蹤轉臺跟蹤控制，獲取控制電機運動的跟蹤時的DA口電壓控制量，從而通過驅動器將跟蹤時的DA口電壓控制量功率放大后驅動電機帶動轉臺作出跟蹤運動。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：季東，劉家國，魯青，
申請(專利權)人：中國航天科工集團第二研究院二零七所，
類型：發明
國別省市：
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