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导引头光学舱陀螺稳定平台设计
1
作者 张杰 轩新想 钱嘉伟 《电视技术》 2024年第5期62-68,共7页
针对某红外导引模拟系统隔离度高、低速平稳性好、动态响应快的要求,从传动刚度、传动空回、框架转角、框架体积质量、控制难易及安装复杂程度等方面出发,通过分析比较万向框架式、连杆结构式、弧型结构式等稳定平台常见机构构型的特点... 针对某红外导引模拟系统隔离度高、低速平稳性好、动态响应快的要求,从传动刚度、传动空回、框架转角、框架体积质量、控制难易及安装复杂程度等方面出发,通过分析比较万向框架式、连杆结构式、弧型结构式等稳定平台常见机构构型的特点和适用范围,选定并设计以速率陀螺为核心构成的万向框架式两轴陀螺稳定平台。分析了陀螺稳定平台隔离扰动的稳定原理,详细介绍了该陀螺稳定平台的结构构成、主要元器件选型及结构模态分析。样机测试表明,该陀螺稳定平台结构合理,能够较好地满足系统各项设计指标要求。 展开更多
关键词 导引头 陀螺稳定平台 光学舱
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四轴陀螺稳定平台分区离散变结构控制策略及优化方法 被引量：1
2
作者 魏宗康 高荣荣 《飞控与探测》 2023年第4期1-9,共9页
为了有效提高四轴陀螺稳定平台伺服系统全姿态控制精度,针对变结构分区控制过程中台体大角度晃动问题,提出一种优化的四轴陀螺稳定平台控制回路分区离散变结构控制策略。在分析四轴平台框架系统运动学方程的基础上,给出了随动式分区离... 为了有效提高四轴陀螺稳定平台伺服系统全姿态控制精度,针对变结构分区控制过程中台体大角度晃动问题,提出一种优化的四轴陀螺稳定平台控制回路分区离散变结构控制策略。在分析四轴平台框架系统运动学方程的基础上,给出了随动式分区离散变结构控制策略,通过分析执行机构与被控角速度之间的相关程度,对随动式分区离散变结构控制策略进行优化。为了进一步减小变换区域时的切换扰动,在随动式分区离散变结构控制基础上提出一种稳定式分区离散变结构控制方法,对变结构区域进行了整合和优化,有效避免了运动状态在不同区域之间切换造成的台体晃动。仿真结果表明,随动式分区离散变结构控制策略优化前后相比,X方向台体晃动角速度减小63.5%,Y方向台体晃动角速度减小84.5%;稳定式分区离散变结构控制策略优化前后相比,X方向台体晃动角速度减小29.0%,Y方向台体晃动角速度减小57.3%,有效减小了平台台体在变结构控制切换过程中的晃动,提高了控制精度。 展开更多
关键词 四轴陀螺稳定平台 伺服回路解耦 变结构控制 分区控制 区域优化
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机载多框架陀螺稳定平台速度稳定环设计 被引量：50
3
作者 毕永利 刘洵 +1 位作者 葛文奇 李洁 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期16-18,共3页
针对多框架陀螺稳定平台中谐振频率较低和摇摆台摇摆换向时跟踪误差曲线上出现尖峰问 题,提出了一种串联平方滞后超前校正环节和非线性加速度补偿措施,设计了平台速度稳定环。在摇摆台按幅值为o5,周期为6s的正弦规律运动条件下,稳定精度... 针对多框架陀螺稳定平台中谐振频率较低和摇摆台摇摆换向时跟踪误差曲线上出现尖峰问 题,提出了一种串联平方滞后超前校正环节和非线性加速度补偿措施,设计了平台速度稳定环。在摇摆台按幅值为o5,周期为6s的正弦规律运动条件下,稳定精度为8.3,满足指标要求,表明该速度稳定环在实际中是很有效的。 展开更多
关键词 陀螺稳定平台 速度稳定环 谐振频率 加速度补偿
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陀螺稳定平台扰动的自抗扰及其滤波控制 被引量：26
4
作者 丛爽 孙光立 +2 位作者 邓科 尚伟伟 沈宏海 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期169-177,共9页
分析了影响陀螺稳定平台隔离控制精度的主要因素,包括被控系统模型中的未建模部分、状态的随机扰动以及输出信号的测量噪声等。研究了综合解决各方面影响因素的控制方案以进一步提高陀螺稳定平台隔离精度。针对上述影响因素,设计一个两... 分析了影响陀螺稳定平台隔离控制精度的主要因素,包括被控系统模型中的未建模部分、状态的随机扰动以及输出信号的测量噪声等。研究了综合解决各方面影响因素的控制方案以进一步提高陀螺稳定平台隔离精度。针对上述影响因素,设计一个两步控制策略。第一步,利用自抗扰对系统中未建模部分进行观测及其前向补偿,将自抗扰控制中的反馈控制设计为PID控制,以实现抗平台扰动的调节控制;第二步,利用Kalman滤波器对系统中的状态扰动及测量噪声进行滤波消除。详细描述了提出的控制策略并对其性能进行了系统仿真实验及参数优化。结果表明,该方案在幅值为3°、频率为1/6Hz的载体扰动下能达到4.61%的隔离度,与非线性摩擦力建模辨识及其前向补偿策略控制实际陀螺稳定平台达到的隔离度的最好值9.39%相比,文中提出的控制隔离性能提高了50.9%,具有更高的实用价值。 展开更多
关键词 陀螺稳定平台 隔离控制 自抗扰 KALMAN滤波器 PID控制
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陀螺稳定平台状态补偿控制 被引量：16
5
作者 左哲 李东海 +1 位作者 戴亚平 宋跃进 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期141-148,共8页
基于状态补偿控制理论,设计了陀螺稳定平台的状态补偿控制系统。利用预补偿器约束系统频率特性,通过遗传算法优化参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明:在考虑参数摄动、外部扰动及耦合的情况下... 基于状态补偿控制理论,设计了陀螺稳定平台的状态补偿控制系统。利用预补偿器约束系统频率特性,通过遗传算法优化参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明:在考虑参数摄动、外部扰动及耦合的情况下,所设计的控制系统的幅值特性曲线斜率具有:低频段高于传统设计43.7%,高频段低于传统设计13.4%的效果;小于0.2s响应时间;扰动不敏感的性能鲁棒性。 展开更多
关键词 陀螺稳定平台 自抗扰控制 Tornambe控制 预补偿器 状态补偿控制
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扰动补偿的陀螺稳定平台单神经元自适应PI控制 被引量：15
6
作者 朱海荣 李奇 +1 位作者 顾菊平 李俊红 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期65-70,77,共7页
针对陀螺稳定平台受未知非线性干扰的影响,提出了一种基于扰动补偿的单神经元自适应PI控制策略。利用扰动观测器观测出各种扰动,将其作为补偿信号前馈到控制输入端,提高平台的抗干扰能力;同时利用神经元的自学习和自适应力对PI参数进行... 针对陀螺稳定平台受未知非线性干扰的影响,提出了一种基于扰动补偿的单神经元自适应PI控制策略。利用扰动观测器观测出各种扰动,将其作为补偿信号前馈到控制输入端,提高平台的抗干扰能力;同时利用神经元的自学习和自适应力对PI参数进行在线调整,保证了平台在外界扰动和系统参数变化情况下对目标稳定跟踪的能力。通过在某型号实验装置上的试验结果表明,该方法对不确定扰动具有较强的抗干扰能力,提升了稳定平台的自适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 陀螺稳定平台 不确定干扰 扰动补偿 扰动观测器 单神经元自适应PI控制器
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陀螺稳定平台的滑膜变结构控制实验研究 被引量：8
7
作者 姚兆 刘杰 +2 位作者 李允公 衣英刚 高飞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1019-1024,共6页
针对高精度陀螺稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以挠性陀螺为惯性传感器的双轴陀螺稳定平台。介绍了该平台的结构,分析了影响平台稳定精度的因素,并针对速率陀螺反馈加传统PID控制不能实现稳定角度无静差的问题,尝试了一... 针对高精度陀螺稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以挠性陀螺为惯性传感器的双轴陀螺稳定平台。介绍了该平台的结构,分析了影响平台稳定精度的因素,并针对速率陀螺反馈加传统PID控制不能实现稳定角度无静差的问题,尝试了一种滑膜变结构控制策略。试验结果表明,采用滑膜变结构控制方法后,陀螺稳定平台精度可提高50%以上。 展开更多
关键词 工程控制论 陀螺稳定平台 瞄准线稳定 滑膜变结构控制 挠性陀螺
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陀螺稳定平台速度环的一种神经网络自适应控制方法 被引量：18
8
作者 王连明 葛文奇 谢慕君 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期9-12,共4页
提出一种利用神经网络的自学习特性 ,对陀螺稳定平台的速度环进行自适应控制的方法。给出了采用自适应神经网络控制方法和采用传统频域校正控制方法的对比实验结果。实验结果表明 ,此种算法在应用中是很有效的。
关键词 陀螺稳定平台 神经网络 自适应控制 航空
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航空摄影陀螺稳定平台 被引量：19
9
作者 许江宁 朱涛 卞鸿巍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期914-917,共4页
本文采用3个二自由度挠性陀螺仪构成陀螺稳定平台,实现中等精度的电控罗经、高精度的方位水平仪和稳定平台等功能。陀螺稳定平台对飞机飞行条件依赖较小,能承受30 g冲击加速度,正常启动时间10 min,水平精度≤0．2°,方位漂移精度≤0... 本文采用3个二自由度挠性陀螺仪构成陀螺稳定平台,实现中等精度的电控罗经、高精度的方位水平仪和稳定平台等功能。陀螺稳定平台对飞机飞行条件依赖较小,能承受30 g冲击加速度,正常启动时间10 min,水平精度≤0．2°,方位漂移精度≤0．2°/h,方位任意预置并连续显示,其整体技术性能优于LEICA公司PAV30型陀螺稳定平台。在北京地区、华中地区进行了5次不同高度飞行实验,精度满足航空摄影要求。 展开更多
关键词 航空摄影 陀螺稳定平台 挠性陀螺仪
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陀螺稳定平台中速度环的非线性实验建模 被引量：6
10
作者 邓科 丛爽 +2 位作者 孔德杰 沈宏海 尚伟伟 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期807-811,共5页
在阐述两轴四框架陀螺稳定平台的结构和工作原理的基础上,具体分析了从实际实验装置中获取数据的方法。通过对内环中速度稳定环的机理分析,得到了简化的线性模型。针对平台在低频工作环境下所表现出的严重非线性特性,将线性模型与非线性... 在阐述两轴四框架陀螺稳定平台的结构和工作原理的基础上,具体分析了从实际实验装置中获取数据的方法。通过对内环中速度稳定环的机理分析,得到了简化的线性模型。针对平台在低频工作环境下所表现出的严重非线性特性,将线性模型与非线性的Stribeck摩擦力模型相结合,建立了系统的数学模型。利用遗传算法和所获得的实际系统数据对模型参数进行了辨识;通过在所辨识出的系统模型上进行扰动隔离的系统仿真实验,并将其结果与实际系统的性能进行对比,验证了所建模型的精度;通过对模型残差的分析,进一步地改进和提高了所建系统模型的精度。为研究两轴四框架陀螺稳定平台模型与误差补偿提供了实用的高精度的数学模型。 展开更多
关键词 建模分析 陀螺稳定平台 两轴四框架 模型辨识
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机载光电陀螺稳定平台的伪微分反馈控制 被引量：6
11
作者 丁策 戴明 +1 位作者 李嘉全 汪永阳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期128-134,共7页
为了克服外部干扰对机载光电陀螺稳定平台的影响,实现高稳定精度和隔离度,采用基于伪微分反馈的控制技术对系统的控制性能进行了研究。首先,介绍了伪微分反馈控制技术的基本结构,并对其进行了简化。从理论上分析了简化的伪微分反馈控制... 为了克服外部干扰对机载光电陀螺稳定平台的影响,实现高稳定精度和隔离度,采用基于伪微分反馈的控制技术对系统的控制性能进行了研究。首先,介绍了伪微分反馈控制技术的基本结构,并对其进行了简化。从理论上分析了简化的伪微分反馈控制技术在控制结构和控制性能上较经典PI控制的优势;然后,提出采用试凑法对伪微分反馈控制器进行参数整定的整定策略;最后,以某型号机载光电陀螺稳定平台为研究对象,对伪微分反馈控制器和PI控制器在抗力矩扰动、隔离载机角速率扰动和控制对象模型摄动等方面进行了仿真对比实验。实验结果表明,在相同的闭环带宽情况下,采用简化的伪微分反馈控制器的机载光电陀螺稳定平台的阶跃响应具有更小的超调,更短的上升和调节时间。在陀螺噪声存在的情况下,该控制器能够有效地抑制力矩和载机的姿态扰动对系统性能的影响;并且对被控对象的模型摄动具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 机载光电陀螺稳定平台 PI控制 PDF控制 参数整定
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陀螺稳定平台视轴稳定系统自适应模糊PID控制 被引量：26
12
作者 姬伟 李奇 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期191-195,共5页
在运动载体上的光电跟踪系统中,需要采用建立在陀螺稳定平台上的视轴稳定控制。分析了平台结构和惯性稳定隔离原理。针对系统机械谐振、力矩耦合及电气参数波动等非线性不确定因素的影响,设计了复合自适应模糊PID控制器。引入自适应调... 在运动载体上的光电跟踪系统中,需要采用建立在陀螺稳定平台上的视轴稳定控制。分析了平台结构和惯性稳定隔离原理。针对系统机械谐振、力矩耦合及电气参数波动等非线性不确定因素的影响,设计了复合自适应模糊PID控制器。引入自适应调整因子进行控制规则和参数的在线修正,采用复合控制克服模糊控制固有的盲区,实现无差调节。在光电跟踪转台上的实验结果显示该方法能够有效地隔离载体扰动,减小扰动造成的误差,保证视轴对目标的准确瞄准,具有快速的动态响应和较强的抗干扰性。 展开更多
关键词 陀螺稳定平台 视轴稳定 自适应模糊控制 复合控制
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基于DSP的光学探测陀螺稳定系统的设计与实现 被引量：5
13
作者 仇海涛 韩永根 +2 位作者 杨涛 吕妍红 徐海刚 《电子技术应用》 北大核心 2007年第6期82-84,87,共4页
设计了一种以DSP为处理核心的高精度的光学探测陀螺稳定系统。介绍了以CCD图像和旋转变压器测角组成系统位置闭环,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环的复合控制系统以及系统的软硬件设计。
关键词 陀螺稳定平台 光学探测 DSP
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一种陀螺稳定平台瞄准线漂移的惯性补偿方法 被引量：3
14
作者 薛媛元 陈文建 +3 位作者 康婷颋 陈颖 张夏疆 杨远成 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期177-182,共6页
针对陀螺稳定平台系统中地球自转引起的瞄准线漂移问题,提出一种基于惯性姿态信息的瞄准线漂移补偿方法。该方法根据惯导系统解算得出的平台地理坐标和姿态信息计算出地球自转角速率在光电稳定平台坐标系上的投影,稳瞄控制单元利用该投... 针对陀螺稳定平台系统中地球自转引起的瞄准线漂移问题,提出一种基于惯性姿态信息的瞄准线漂移补偿方法。该方法根据惯导系统解算得出的平台地理坐标和姿态信息计算出地球自转角速率在光电稳定平台坐标系上的投影,稳瞄控制单元利用该投影信息自动补偿平台上的速度反馈数据,消除由地球自转造成的瞄准线漂移。试验结果显示,使用该补偿方法后的方位漂移及俯仰漂移分别是1.69mrad/h和1.84mrad/h,远小于不加该补偿方法时的方位漂移6.89mrad/h及俯仰漂移7.32mrad/h,证明该方法可有效补偿瞄准线漂移。 展开更多
关键词 稳瞄系统 惯性姿态信息 瞄准线漂移 漂移补偿抑制 陀螺稳定平台系统
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陀螺稳定平台自适应分层滑模速度控制 被引量：10
15
作者 杨蒲 李奇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期864-869,共6页
为了消除高精度陀螺稳定平台系统中的非线性因素对系统控制的影响,设计了一种自适应分层滑模速度控制器。结合某小型电视跟踪导引头中的陀螺稳定平台实际系统,首先,介绍了稳定平台系统的控制结构,具体分析了陀螺速度闭环的工作原理,以... 为了消除高精度陀螺稳定平台系统中的非线性因素对系统控制的影响,设计了一种自适应分层滑模速度控制器。结合某小型电视跟踪导引头中的陀螺稳定平台实际系统,首先,介绍了稳定平台系统的控制结构,具体分析了陀螺速度闭环的工作原理,以及系统中影响速度控制性能的主要非线性因素。其次,针对系统特点,结合滑模控制强鲁棒性的优点,在速度闭环中设计了分层滑模控制。在边界层内,采用了积分增益型滑模控制。在边界层外,采用了带有灰色预测控制项的滑模控制。针对滑模控制中扰动量无法准确确定的问题,设计了自适应调整方法实时估计扰动量的大小。最后,利用Lyapunov方法证明了该方法的稳定性。在导引头稳定平台上实验表明,同PID控制相比,该滑模速度控制器能够有效消除系统非线性因素的影响,改善了闭环速度控制的性能,提高了稳定精度。同时,与比例滑模控制相比,该方法有效减弱了抖振现象。 展开更多
关键词 自动控制技术 陀螺稳定平台 滑模控制 自适应控制 灰色预测 积分增益
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航空摄影陀螺稳定平台的嵌入式计算机控制系统 被引量：5
16
作者 朱涛 鲍德宁 +1 位作者 许江宁 卞鸿巍 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第3期42-45,共4页
针对航空摄影陀螺稳定平台的特殊要求,论证了嵌入式控制模型。采用数据流程图对系统软件进行了分析,设计了应用于陀螺稳定平台的计算机控制系统。系统试验和飞行试用结果表明:该计算机控制系统具有功能强,可靠性高的特点。陀螺稳定平台... 针对航空摄影陀螺稳定平台的特殊要求,论证了嵌入式控制模型。采用数据流程图对系统软件进行了分析,设计了应用于陀螺稳定平台的计算机控制系统。系统试验和飞行试用结果表明:该计算机控制系统具有功能强,可靠性高的特点。陀螺稳定平台已成功地应用于航空摄影领域。 展开更多
关键词 航空摄影 陀螺稳定平台 嵌入式计算机 数据流程图
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陀螺稳定平台的有限元模态分析 被引量：8
17
作者 杨秀丽 贾宏光 冯长有 《计算机仿真》 CSCD 2008年第9期70-73,共4页
陀螺稳定平台是制导武器的核心部件之一,平台结构性能好坏直接影响制导武器的工作精度和可靠性。应用有限元模态分析理论,对该平台的结构动态特性进行研究,目的是为对平台进行结构动力学修改和结构优化设计提供依据,以便提高平台的工作... 陀螺稳定平台是制导武器的核心部件之一,平台结构性能好坏直接影响制导武器的工作精度和可靠性。应用有限元模态分析理论,对该平台的结构动态特性进行研究,目的是为对平台进行结构动力学修改和结构优化设计提供依据,以便提高平台的工作精度和可靠性。运用UG建立某陀螺稳定平台的三维实体模型,进行合理简化后,建立该平台的有限元模型。采用有限元数值计算方法,计算得到该平台前七阶模态的频率及振型,各阶模态的频率均满足要求。并提出了改善该平台结构动态性能的措施。 展开更多
关键词 陀螺稳定平台 有限元法 模态分析 振型
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低空遥感小型三轴陀螺稳定平台的设计与实现 被引量：9
18
作者 张强 吴云东 张超 《测绘科学技术学报》 北大核心 2012年第4期276-280,284,共6页
按照测绘领域专用、性价匹配的思想,设计并实现了一套低成本的低空遥感小型三轴陀螺稳定平台。该系统以自主设计的三轴铝制云台为平台,以微电子机械三轴角速率陀螺、线加速度计和磁阻传感器为基础,配置ARM CortexTM-M3 32位核心微处理器... 按照测绘领域专用、性价匹配的思想,设计并实现了一套低成本的低空遥感小型三轴陀螺稳定平台。该系统以自主设计的三轴铝制云台为平台,以微电子机械三轴角速率陀螺、线加速度计和磁阻传感器为基础,配置ARM CortexTM-M3 32位核心微处理器,以数字钛合金舵机为驱动输出,具有体积小、精度高、成本低、自主稳定与罗差自检校等特点。实验表明,稳定平台的航向角测量精度可达1°,俯仰角和横滚角可达0.1°,机械控制精度优于0.1°,驱动响应时间小于20ms,可以满足小区域大比例尺地形图立体测绘对稳定平台的要求。 展开更多
关键词 无人机 低空遥感 三轴陀螺稳定平台 模糊PID控制 微电子机械系统
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陀螺稳定平台伺服回路的变结构控制 被引量：3
19
作者 柯芳 樊键 尹小杰 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期67-69,72,共4页
针对陀螺稳定平台伺服回路模型,设计了基于角加速度信号反馈的变结构控制器。理论及仿真研究结果表明,变结构控制系统对平台受到的扰动力矩及参数变化具有完全的自适应性,并可有效地克服变结构控制器的抖动性对系统的不利影响。由于系... 针对陀螺稳定平台伺服回路模型,设计了基于角加速度信号反馈的变结构控制器。理论及仿真研究结果表明,变结构控制系统对平台受到的扰动力矩及参数变化具有完全的自适应性,并可有效地克服变结构控制器的抖动性对系统的不利影响。由于系统设计从实际对象模型出发,且控制算法简单、易实现,可望获得工程应用。 展开更多
关键词 变结构控制 陀螺稳定平台 角加速度反馈
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光电陀螺稳定平台中的分数阶伪微分反馈控制 被引量：3
20
作者 丁策 尹传力 汪永阳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期25-30,共6页
本文在伪微分反馈控制的基础上,提出了一种分数阶伪微分反馈控制的思想,解决了整数阶伪微分反馈控制中保证系统控制性能和提高系统稳定裕度之间矛盾的问题。并将该控制算法应用于某型机载光电陀螺稳定平台。实验结果表明,该控制算法和... 本文在伪微分反馈控制的基础上,提出了一种分数阶伪微分反馈控制的思想,解决了整数阶伪微分反馈控制中保证系统控制性能和提高系统稳定裕度之间矛盾的问题。并将该控制算法应用于某型机载光电陀螺稳定平台。实验结果表明,该控制算法和经典的PID控制相比,能够有效地抑制力矩扰动,且对被控对象的模型摄动有较强的鲁棒性。同时,该算法还具有简单易于工程实现的优点。 展开更多
关键词 光电陀螺稳定平台 PI控制 FOPDF控制 模型摄动
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