舰载光电跟踪设备视轴稳定分析

舰船摇摆影响舰载光电跟踪设备的精度，视轴稳定是提高武器精度的关键，故采用坐标变换技术，在跟踪设备的方位和俯仰轴上对船摇状态角进行实时补偿，视轴稳定控制主要是船摇前馈控制，速率陀螺反馈控制，复合控制，通过数学推导，由舰船摆引起的视轴附加角速度公式，设计了一种能够较好解决船摇隔离问题的伺服控制系统。该系统用测速机构成闭环，作速度反馈，编码器作位置反馈，速率陀螺测量并前馈舰船摇速度信号，给出了前馈回路设计及用SIMULINK进行的仿真框图，该系统精度高，隔离效果好。     

自抗扰技术在激光导引头视轴稳定中的应用

激光半主动导引头是各型激光制导导弹的核心部件,为实现目标的精准打击提供可靠保障。在导弹的飞行过程中,导引头易受到内外部扰动的影响,其视轴也会产生振荡,以致无法实现稳定的目标探测。因此,实现视轴稳定是保证导引头高性能工作的前提。本文采用自抗扰控制算法,对导引头内外部扰动进行总体估计并给予相应补偿,使得导引头视轴的振动得以大幅隔离,从而实现视轴的相对稳定及高精度控制。     

电视导引系统的视轴稳定跟踪技术

研究和设计了一个性能和结构优良的小型化电视导引系统 .利用装在内框架上的速率陀螺组成内稳定回路 ,实现电视导引系统视轴的空间稳定 .半实物仿真结果表明 ,该系统的设计满足导弹总体的要求     

装调误差对滚仰式导引头视轴指向的影响分析

研究了装调误差对导引头视轴指向精度的影响。针对滚仰式导引头的结构特点,对位标器的主要装调误差进行了分类。利用坐标变换和空间几何关系,得到了导引头视轴指向误差和装调误差的函数关系。仿真结果表明视轴的指向误差与指向位置和框架角位置都有关联。所得结果对导引头的指标分解具有重要的参考价值。     

导引头自动化测试系统设计

阐述了以某型号导引头的自动化测试设备为例，实验室中对导引头进行测试时，导引头测试设备产生导引头工作需要的射频环境，并对导引头进行信号激励、数据采集和处理。提出了一种导引头自动化测试系统的设计方法，并对其中的关键技术如1553总线系统设计、485总线系统设计和程控信号模拟系统设计作了介绍。实践证明，该系统大大缩短了导引头的测试周期，提高了导引头测试的精度。     

捷联导引头寄生回路分析及其品质测试研究

为研究隔离度寄生回路对捷联图像导引头的影响,建立了捷联导引头隔离度寄生回路模型。通过无量纲化后得到无量纲特征方程,利用劳斯判据研究了制导参数、陀螺和探测器的刻度尺偏差和动力学偏差对稳定域的影响,并分析寄生回路对制导动力学的影响,建立非线性仿真模型;利用蒙特卡洛法研究脱靶量随刻度尺偏差和动力学偏差的变化规律,建立了半实物开环仿真测试系统,对隔离度寄生回路品质进行了评价。研究结果表明：角速率陀螺与探测器之间的刻度尺误差和动力学不匹配是引起隔离寄生回路的主要因素,其差值的正负分别代表隔离度寄生回路反馈的正负特性;正反馈的稳定域要远小于负反馈的稳定域,并且脱靶量对制导系统偏差的敏感度更大;为了提高系统阻尼,提高导弹末制导精度,需采用五轴转台半实物仿真测试系统对隔离度寄生回路的阻尼特性进行测试标定,或者消除刻度尺误差,完成动力学匹配,进而消除寄生回路的影响,或者构造负反馈寄生回路以减弱其影响。     

平台式导引头跟踪回路对制导系统的影响

针对应用速率陀螺的伺服平台式导引头跟踪回路的导弹制导控制系统特点,分析了伺服平台式导引头跟踪系统的稳定回路增益变化、速率陀螺的加速度敏感特性、弹体的运动耦合以及导引头天线罩斜率等不确定性对导弹制导控制系统的稳定性以及制导回路最终脱靶量的影响。对上述的影响因素分别进行了理论推导与数学仿真,仿真结果表明,上述不确定性对制导系统有重要的影响。该研究对平台导引头跟踪回路系统的工程实现有一定的理论指导和参考意义。     

摩擦对稳定平台稳定精度影响的研究

陀螺稳定平台广泛应用于机载光电等军用和监视设备中。本文提出一种抑制Stribeck摩擦来提高稳定平台稳定精度的解决方案。为分析此方法的性能,给出了分析模型,并通过对比试验验证了该方法的有效性。测试结果表明,此方法能够在不改变稳定平台硬件特性的前提下。将系统的稳定精度提高一倍。     

基于复合控制的雷达导引头伺服系统设计

为了提高雷达位置伺服系统的跟踪能力,以目标信息滤波为基础,设计了雷达导引头伺服控制系统。运用经典控制理论,设计了导引头稳定控制回路;运用角度卡尔曼滤波及多普勒跟踪回路的修正信息,通过引入机动目标的当前统计模型,估计出天线转动的控制指令,实现了角度跟踪的前馈控制。经6DOF仿真环境验证,该方法不仅能够消除目标加速度的稳态误差,同时能够改善导引头的角跟踪精度。     

陀螺稳定平台自适应分层滑模速度控制

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，改善了闭环速度揎制的性能，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。     

雷达导引头天线液压控制

设计导引头天线液压控制的关键是确认液压伺服机构的特性,通过理论分析、试验校正等方法可提高模型的有效性。分析了伺服阀控制的液压机构特性,用古典控制理论设计了一种雷达导引头天线液压伺服系统,讨论了预定精度分配、稳定回路去耦性能设计、改善系统低速平稳性等问题,仿真结果表明设计方法有效。导引头液压控制设计的基本方法,可应用于其它形式的伺服系统中。     

陀螺稳定平台的滑膜变结构控制实验研究

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.     

无人机光轴稳定平台复合稳定控制方法研究

针对无人机恶劣的光机载荷工作条件与高分辨成像要求之间的矛盾,光轴稳定平台的稳定性能显得尤为重要。设计了一个二级视轴复合稳定回路,利用惯性稳定方法和光学稳定方法在扰动源、反馈测量源、执行方式、作用范围上存在的差别,充分应用两种稳定方式的优点,将跟踪指令作为前馈量引入到光学稳像的测量通路。将惯性稳像和光学稳像整合,在提升光轴稳定精度的同时,兼具良好的目标跟踪特性,仿真试验表明,所述方法具有良好的控制品质与性能。     

红外成像导引头角跟踪系统控制器设计与仿真

红外成像导引头是精确制导导弹系统的重要组成部分,导引头随动控制系统的性能决定着导弹的跟踪精度水平。为了提高导引头的随动跟踪系统的控制精度,文中首先对红外成像导引头系统进行建模,然后采用更有效的模糊规则设计了一种模糊自适应PID复合控制器,并引入了自适应控制因子对控制参数进行在线调整。最后采用传统PID控制方法与之进行仿真比较,结果表明模糊自适应PID控制可以有效改善系统动态性能,提高跟踪精度。     

扩展状态观测器在陀螺稳定平台中的应用仿真

为提高陀螺稳定平台速度稳定精度,提出基于扩展状态观测器的陀螺稳定平台速度稳定回路设计方法。通过扩展状态观测器,实时对系统综合扰动量进行观测并予以补偿,以提高陀螺稳定平台速度稳定精度及平滑度。系统仿真实验结果表明：该方法简单易行,可对系统扰动进行有效补偿,具有一定的实用性。     

提高导引头稳定平台对弹体姿态去耦能力的方法研究

文中从理论上分析了导引头稳定平台对弹体姿态扰动的去耦能力，指出了稳定回路前向通道传递函，数对提高去耦能力的影响，探讨了工程上常用的两种方法，即针对弹体姿态扰动的开闭环复合控制和Ⅰ型系统，并进行了数字仿真，结果表明可有效提高去耦能力。     

捷联成像导引头隔离度寄生回路及其内部动力学影响研究

针对捷联成像导引头实际工程应用中的隔离度寄生回路问题,分析了隔离度寄生回路产生的原因,建立了可反映不同内部动力学结构的制导回路及其隔离度寄生回路模型。通过无量纲化法,研究了无量纲剩余制导时间、不同内部动力学和导引头延时对隔离度寄生回路稳定域的影响。利用无量纲伴随函数法,研究了隔离度及其不同内部动力学对比例导引制导系统的影响。研究表明,刻度尺系数误差引起隔离度寄生回路正反馈稳定域受制导剩余时间的影响,隔离度负反馈的稳定域受到制导系统内部动力学影响;相位滞后引起的隔离度寄生回路稳定性主要受导引头延时的影响。隔离度正反馈对比例导引制导系统影响大于负反馈,脱靶量随着隔离度水平的增大而加大。制导系统内部动力学结构影响制导系统精度。     

导引头天线机电伺服系统

应用于主动式雷达导引头的天线机电伺服系统是利用古典控制理论进行设计的多回路模拟控制系统，其性能指标与主动式雷达导引头完成的功能和性能有直接的影响。该伺服系统设计过程是：根据导引头分配的技术指标和功能要求，从元器件选择开始，先确定回路的放大系数，再应用古典控制理论中的对数频率特性综合法来设计校正环节，完成系统综合设计，着重分析了整个系统三个回路的设计要点及设计过程。系统在装配调试后达到了技术指标。     

扰动观测器在惯导平台稳定回路中的应用方法

惯性技术的发展对惯导平台稳定回路稳定性、抗干扰性等性能的要求越来越高,但摩擦力矩以及其他各种干扰力矩对稳定回路性能的进一步提高产生了严重影响。为了有效克服这些干扰力矩对稳定回路性能的影响,在传统比例微分积分(PID)方法对稳定回路进行控制的基础上,提出了一种利用扰动观测器来抑制干扰力矩以提高稳定回路性能的方法。通过利用回路中力矩电流和角速度信息构成扰动观测器,对作用于平台系统的干扰力矩进行抑制。仿真结果表明,扰动观测器的引入没有影响原有PID控制稳定回路的动态性能,且能够对干扰进行有效的抑制,提高了稳定回路的稳定精度和抗干扰性。     

实现舰载遥测设备伺服跟踪视轴稳定的技术途径

结合舰载遥测设备研制过程中遇到的海上动基座的目标跟踪问题,提出了实现舰载遥测设备伺服跟踪视轴稳定的方法途径,即采用以速率陀螺稳定回路为主,船摇速度前馈为辅的方法来稳定视轴。经过海上试验,船摇隔离度满足技术指标的要求。