车载三轴稳定平台的陀螺耦合分析

车载测量或拍摄系统经常采用三轴陀螺稳定平台消除汽车姿态对测量或拍摄的影响,当载体作大姿态复合运动时,由于三轴稳定平台的结构,使得平台在运动过程中轴间不能始终保持相互正交,如果系统采用陀螺速度反馈,则陀螺输出产生耦合,影响测量结果.本文分析耦合产生的原因,探讨影响耦合量的因素,并给出了一种解耦方法,有效分离的稳定平台的陀螺间耦合作用,保证车载测量或拍摄系统的稳定精度.     

航空摄影陀螺稳定平台

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。     

速率陀螺反馈稳定平台隔离度影响因素分析

针对速率陀螺反馈稳定平台,推导了隔离度指标的理论计算公式,详细分析了影响隔离度的各个因素,并给出了仿真结果,可供实际设计稳定平台时参考。     

陀螺惯性平台视轴稳定双速度环串级控制的研究

针对光电跟踪系统视轴稳定采用由速率陀螺构成的单速度环伺服控制的不足，本文提出采用以直流测速机为测量反馈元件构成模拟速度内环，利用陀螺的“空间测速机”功能组成数字稳定外环的双速度环串级控制结构。将速度稳定环的抗摩擦力矩干扰功能和隔离载体扰动功能分开设计实现。从系统抗干扰性、鲁棒性等方面与单环控制进行了理论分析和比较。伺服控制器分别采用有源PI校正和时间最小参数自调整PID控制算法。在四轴稳定跟踪转台上的性能测试结果达到了系统要求的稳定精度，表明该方法能明显减小载体扰动造成的误差，在一定的测量噪声和加速度敏感度范围内，能够有效地隔离载体扰动，控制性能良好。     

陀螺稳定平台扰动的自抗扰及其滤波控制

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。     

一种基于两轴陀螺稳定平台速度补偿算法

稳定平台是惯性技术应用的重要领域之一,其核心问题是载体姿态的稳定控制技术。文中通过建立相应的惯性坐标系对载体的运动进行分析,针对目前应用广泛的两轴陀螺稳定平台分析其稳定的条件,提出了各轴相应的角速度补偿方法,并通过Matlab仿真验证了该方法可行有效。     

二维观瞄仪稳定平台控制系统设计与仿真

针对二维观瞄仪稳定平台采用由速率陀螺构成的单速度环伺服控制的不足,提出了采用以直流测速机为测量反馈元件构成模拟内环,利用陀螺的“空间测速机”功能组成数字稳定外环的双速度环串级控制结构。设计并实现了速度稳定环的抗摩擦力矩干扰功能和隔离载体扰动功能。建立了系统模型并在Matlab中对控制效果进行了验证。研究结果表明,该方法能够明显减小载体扰动造成的误差,有效地隔离载体扰动,其控制性能良好。     

振动条件下陀螺稳定平台漂移大的分析研究

系统分析了随机振动对陀螺稳定平台性能的影响。提出振动条件下机械谐振是导致陀螺漂移变大从而影响陀螺稳定平台漂移的重要因素。进而改进振动夹具以避开谐振频率的方寨。最后通过对陀螺稳定平台系统的模态仿真和试验验证了理论分析的正确性和改进措施的有效．巨。改善了稳定平台的振动测试性能。     

航空光电成像平台角位置陀螺和角速率陀螺的稳定效果分析

研究了角速率陀螺稳定平台在目标跟踪时瞄准线始终围绕视场中心做约2 Hz晃动的现象,理论推导及数值分析认为引起这一现象的原因与光电稳定平台的静态力矩刚度为0、隔离度仅为71.4 dB有关。采用基于角位置陀螺的光电稳定平台,其静态力矩刚度为1 732 Nm,隔离度提高到126 dB,可以有效地消除这种晃动。     

一种车载稳定平台系统设计

研究一种二维车载稳定平台,与常规的平台不同,采用了同步带传动结构、多星切换技术和TUNER调整技术等。通过对平台的结构设计和控制方法的研究,找到了一种体积小、成本低、可靠性高和维护简单等特点的车载平台稳定系统,可为车载稳定平台系统设计提供宝贵的理论和实践基础。     

基于滑模变结构的陀螺稳定平台非线性解耦控制

为了消除陀螺稳定平台系统中各框架间的非线性耦合影响,设计了一种滑模非线性解耦控制算法.分析了高精度三轴陀螺稳定平台框架间的非线性耦合特性,建立了系统的动力学模型.利用非线性微分几何方法对系统进行了输入输出解耦控制设计,结合模型跟踪滑模变结构控制方法消除了系统解耦控制中的非线性扰动因素.针对滑模控制中的抖动问题,设计了带有边界层的积分滑模控制器,有效减弱了控制器的抖振现象,提高了系统解耦精度.在某型号电视导引头稳定平台系统中测试表明了该解耦控制方法的有效性和可行性.同PID方法和不带边界层的滑模控制方法相比较,该解耦方法的解耦效果明显优于其他两种方法.     

光电陀螺稳定平台的分数阶控制

为了提高光电陀螺稳定平台的隔离度,改善其在速度扰动情况下的稳定精度和跟踪精度,将分数阶PIλ控制器引入到光电陀螺稳定平台的速率环控制中。首先,说明了采用常规PI控制提高系统精度的弊端,介绍了分数阶微积分和分数阶PIλDμ控制,提出采用分数阶PIλ控制器来提高控制系统的控制精度。然后,针对采用电流环的等效一阶纯积分控制对象,提出基于稳定裕度和剪切频率的设计方法,该方法同样适用于整数阶PI控制器。最后,以机载光电陀螺稳定平台为研究对象,分别采用分数阶PIλ和整数阶PI控制器进行了阶跃响应、速度扰动隔离和稳定精度的实验研究。实验结果表明,采用分数阶PIλ控制器的系统具有阶跃响应超调量小的优点,在幅值为3.14(°)/s,频率为0.5Hz的速度扰动下,速度扰动隔离度提高了约38%,稳定精度提高了约40%。实验表明,与整数阶PI控制器相比,采用分数阶PIλ控制器可在保证稳定裕度的前提下提高系统的控制精度,且与整数阶PI控制器一样具有易于工程实现的优点。     

三轴无源稳定平台研制

球载雷达稳定平台主要用于隔离气球运动对雷达天线的干扰。介绍了一种基于阻尼技术的三轴无源稳定平台的设计。给出了稳定平台的原理及组成,并介绍了阻尼稳定、实时定北等关键技术。该稳定平台已成功应用于某型号系留气球载雷达系统中,工作稳定可靠。     

微机控制两自由度电液伺服稳定平台

简单介绍该平台的基本用途,结构原理,主要技术指标,带内置位移传感器的非对称液压伺服缸的设计原则等内容。     

某球载稳定平台系统设计

针对球载稳定平台系统设计过程中存在的对重量与空间的严格限制等难点,文中着重从结构设计、伺服控制方面进行了阐述,并针对设计难点给出了解决方案与实现方法。通过合理设计和精心布局,找到了一种重量轻、承载力大的稳定平台系统,为今后类似的稳定平台设计提供了宝贵的理论和实践基础。     

基于dSPACE的陀螺稳定平台开发与测试系统设计

本文介绍了一种基于dSPACE的快速原形仿真技术研制的陀螺稳定平台综合开发与测试系统。系统采用dSPACE的DS1103控制卡与MATLAB/Simulink及ControlDesk构成其软、硬件平台,其方便易用的实时代码生成/下载和试验/调试的软件环境,为陀螺稳定平台伺服控制系统的研究与设计开辟了一条新的技术途径。     

航空相机稳定平台系统设计

某新型中高空航空相机系统需要能很好的隔离载机飞行过程中的角扰动、多航道步进摆动的连续拍摄,能够稳定在地理坐标系中,并且能够对飞机飞行过程中的像前移现象引起的虚像进行补偿。文章根据该航空相机的功能要求及技术指标,完成了航空相机稳定平台系统的设计、调试工作,并顺利完成试飞,满足航空相机系统的使用要求。该大负载稳定平台的研制成功,为研究开发不同航空相机系统的稳定平台提供了重要参考依据和实验数据。     

无源三轴稳定平台结构设计

气球载雷达利用系留气球作为升空平台,具有良好的低空探测性能,无源三轴稳定平台主要用于隔离气球运动对雷达工作的影响,保证天线平稳转动。利用有限元分析和实验测试相结合的方法,从稳定系统和传动系统等方面,介绍了应用于气球载雷达的无源三轴稳定平台结构设计和实现方法。     

机载光电系统中四轴陀螺稳定平台设计

在长距离和高可靠的机载光电系统中,高精密的稳定平台承担极其重要的作用.提出使用四轴复合粗精组合的控制系统实现微弧级稳定精度.建立稳定平台机电系统的仿真模型.对两种不同结构的复合轴控制系统进行仿真设计,从仿真结果看,复合轴控制比单轴控制在动静态特性上均有较大的改善.     

高精度稳定平台伺服系统的自抗扰控制

提出了一种应用于高精度稳定平台伺服系统的设计方法。为满足稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,将自抗扰控制应用于平台系统的速度环,和常规PID控制的电流环一起构成ADRC-PID控制。Simulink仿真结果表明,与传统PID控制相比,采用自抗扰控制后系统响应速度快,隔离度有较大的提高。ADRC-PID控制可满足高精度光电稳定平台的性能要求,系统具有响应速度快,隔离度好,鲁棒性强,稳定性高等特点。