提高随动系统稳定瞄准镜稳定精度的一种新结构——惯性轮

该文在介绍了随动系统稳定瞄准镜的双向稳像原理和稳像结构方案的基础上 ,论述了具有大转动惯量的上反光镜对高低向稳定轴和高低向稳定精度的不利影响 ,以及用惯性轮实现高低向基本稳像从而提高稳定精度的原理方案 .     

先进稳定平台惯性测量装置试验台的校准与对准

前言罗克韦尔公司设计制造的先进稳定平台(ASP)为德雷伯实验室设计的第三代惯性仪表(TGII)提供了良好的试验环境。这些仪表用在目前正处于研制进展阶段的浮球平台高级惯性参考球惯性测量装置(AIRS-IMU)中。高级惯性参考球的惯性测量装置可为新的弹道导弹提供较高的精度。先进稳定平台惯性测量装置由于它具有四常平架的不受限制的角自由度和装在平台上的光学读出反射镜,因而特别适于用作试验台。     

新型稳定平台在红外成像制导中的发展与应用

导弹在拦截目标过程中,弹体姿态的变化会影响光轴视线指向,必须采用稳定平台保持光轴惯性空间稳定。从框架结构对国外新型视线稳定平台进行划分,总结了各自的特点。对新型稳定平台实现稳定技术和控制方法作了分析,梳理了新型视线稳定平台在国外近距空空导弹上的应用状况。     

极坐标框架两轴平台光轴稳定算法

对于红外空空导弹,在对两轴平台光轴特性进行分析的基础上,针对基于横滚/偏摆结构的两轴平台,提出了一种融合了动态规划思想的光轴超半球稳定算法.通过仿真,检验了光轴稳定的性能.仿真结果表明,文中算法能够实现极坐标框架两轴平台光轴的超半球稳定性,具有较高的稳定精度和快速的跟踪能力,对实际应用具有参考价值.     

改进的光学下滑道稳定算法

针对常见光学下滑道稳定算法中飞行员操纵负担和着舰误差二者相互矛盾,并且不能实现闭环控制的问题,提出一种改进的光学下滑道稳定算法。首先介绍母舰运动的简化模型,分析点稳定、角稳定、线稳定和惯性稳定4种常见的光学下滑道稳定算法,然后建立飞行员操纵负担和着舰误差的数学模型,最后在惯性稳定的基础上,将着舰误差作为飞行员操纵负担进行稳定解算,得到改进算法的灯箱运动控制规律。分析结果表明：该算法充分兼顾了飞行员操纵负担和着舰误差这2个主要因素,并通过着舰误差的引入实现了闭环控制,为光学下滑道的稳定提供了新思路。     

行进间火炮指向稳定跟踪系统建模与控制

为使行进间火炮指向具备高射角条件下的稳定跟踪能力,提出了一种采用捷联惯性导航系统（SINS）测量火炮身管轴线指向,同时测量火炮身管运动角速率,完成火炮在大地坐标系下的稳定跟踪控制方法。稳定系统采用传统的三环控制,将系统的位置环和速度稳定环的主令和反馈都统一至大地坐标系下,SINS作为系统的位置环反馈,其航向和姿态测量值基于大地坐标系下完成解算。将安装在火炮上的SINS陀螺组测量值转换至大地坐标系下的火炮方位回转角速率和高低俯仰角速率,并乘以各自传动机构的传动比后,作为速率稳定环的反馈,实现速率稳定控制。考虑炮塔、火炮回转中心与重心不重合、载体处于六自由度运动状态等因素,采用Lagrange方法建立火炮、炮塔与载体之间动力学耦合模型,结合SINS测量模型、双电机拖动和电机伺服系统控制模型,对该控制方案进行了仿真验证。验证结果表明,火炮指向稳定跟踪系统实现方位和高低两个通道独立控制,使火炮指向在高角下保持高精度的稳定控制,在一定射角范围内具有良好跟踪性能,能够克服较宽频带载体姿态干扰,明显优于传统高炮位置解算式稳定。     

用自由陀螺提高跟踪装置的精度

1.前言为了进行高精度跟踪,运动物体上所装备的跟踪装置,必须排除干扰,稳定跟踪轴。作为稳定跟踪轴的方法,可以考虑如下三种方案。(1)稳定载体的姿态,以稳定后的载体轴为基准,用载体轴与跟踪轴的误差信号来稳定跟踪轴。(2)在跟踪轴上安装惯性传感器,用惯性基准与跟踪轴的误差信号来稳定跟踪轴。(3)在二自由度或三自由度陀螺上安装跟踪系统,利用陀螺转子的陀螺惯性来稳定跟踪轴(陀螺架方式)。在上述方案中,(1)在飞机上、(2)在比较大的跟踪装置上广泛使用。     

基于RBF算法的前馈惯性稳定平台PID控制回路的设计

在数字惯性稳定平台系统中,由于无法实现前馈惯性稳定平台控制回路的全补偿条件,控制回路的稳定精度和跟踪能力仍提高有限.针对这一问题,采用以RBF单神经网络自动校正比例、微分、积分3个参数的算法来提高控制回路性能,研究结果表明:采用该算法的控制回路在跟踪能力上明显优于传统PID控制回路,该算法在阶跃响应时不仅超调量满意,而且上升时间与调节时间非常理想,跟踪误差小于千分之一,同时对于惯性稳定平台控制回路参数的摄动以及输出扭矩的干扰都有很强的自适应能力.     

单片机控制的图像稳定系统

提出了用三轴稳像棱镜组进行图像稳定的新方案，并给出了较详细的理论分析，稳像公式和三阶近似的工程稳像公式。该图像稳定系统用单片机进行计算和控制，以一对陀螺作为传感器，用步进电机作为执行元件，驱动三轴稳像棱镜组作补偿运动，形成了一光机电算综合的图像稳定装置。     

一种基于速度加姿态匹配传递对准的稳瞄稳向方法

针对战车稳瞄稳向系统中单一惯性测量组合(IMU)组建的姿态测量系统初始对准时间较长,测量精度随惯性器件漂移影响较大的问题,提出了基于速度加姿态匹配传递对准的稳瞄稳向方法。仿真结果表明,提出的新方法可在10s内实现光电设备IMU的初始对准,并且能准确估计出光电设备IMU计算平台失准角。将结果用于解算姿态角的补偿,可大大提高稳瞄稳向精度。     

基于离线预测控制的旋转尾翼稳定弹解耦控制器设计

低速旋转尾翼稳定弹飞行过程中存在着气动交联、惯性交联和控制交联,为了实现稳定飞行,有必要进行解耦控制器设计。鉴于模型预测控制方法虽然具有较好的解耦能力和对建模精度要求不高的优点,但存在计算量大的问题,为此提出一种基于指令滤波器的离线模型预测控制方法。通过离线求解控制参数阵和在线查表应用的方式,将大量计算工作转为离线进行,以满足实时控制需求。将指令状态和系统输出跟踪误差积分引入预测模型中,充分利用被控对象和指令模型的动态特性,使得离线求解的控制参数阵能够较好地应对指令信号的变化。基于旋转尾翼稳定弹姿态控制进行仿真,对算法的有效性进行了验证,结果表明所设计的控制器能够确保飞行指令的稳定跟踪。     

先进稳定平台惯性测量装置试验台的校准与对准

本文扼要地叙述了先进稳定平台机械编排的有关细节,重点放在辅助参考监视器(ARM)部分。叙述了利用卡尔曼滤波技术进行自校准与对准,从而获得良好性能的机械编排的发展及其试验结果。通过对先进稳定平台方面的研制与试验,所获得的经验与试验结果可直接用于高级惯性参考球的惯性测量装置中。     

下反稳像式坦克瞄准镜稳像原理的证明

利用工程光学理论中的棱镜转动定理,充分证明了下反稳像式坦克瞄准镜的稳像原理.可深刻理解棱镜转动定理和该镜的稳像原理,进一步利用棱镜转动定理能够对其各光学元件的位置、姿态变化产生的影响进行分析,利于下反稳像式坦克瞄准镜的调整与修理.     

陀螺/加速度计稳定环对“动中通”系统的扰动校正

针对"动中通"系统两次上位机指令间隔中载体姿态变化的扰动,提出了基于三轴陀螺和加速度计的稳定回路跟踪控制方法。该方法在传统伺服系统电流环、速度环和位置环的反馈回路中增加了负载速度前馈补偿和稳定回路位置校正环节。利用陀螺和加速度计的测量数据融合、稳定跟踪修正的原理隔离载体姿态变化,对测量噪声信号用卡尔曼滤波技术进行估计和误差补偿,有效地提高了系统对姿态扰动的隔离度。仿真验证结果表明,伺服稳定系统的响应时间小于200ms,动态跟踪误差小于0.1°,隔离度高于97%,具有较高的跟踪精度,能够满足工业应用稳定跟踪控制。     

便携式光电跟踪仪光轴调试装置

针对光电跟踪仪光轴调试效率低、精度难以保证的问题,设计一种基于离轴抛物镜法的光电跟踪仪光轴调试装置。在分析传统光轴检测与校准方法的基础上,采用分布式孔径和3个全反射光路等设计,对离轴发射系统装调技术进行研究,并对某型光电跟踪仪进行光轴调试试验。试验结果表明：该装置能有效提高调试精度,且操作简便、环境适应性好,满足内外场使用要求。     

星敏感器测量导弹姿态的方法研究

建立了捷联方式下星敏感器测量导弹在惯性系中三轴姿态的模型.通过春分点时角,建立了发射点惯性系和赤道惯性系转换关系,由星敏感器像平面的星像坐标和对应的视赤经、赤纬,就可解算导弹在惯性系中的姿态.最后,给出了仿真结果.     

星敏感器测量导弹姿态的方法研究

建立了捷联方式下星敏感器测量导弹在惯性系中三轴姿态的模型。通过春分点时角，建立了发射点惯性系和赤道惯性系转换关系，由星敏感器像平面的星像坐标和对应的视赤经、赤纬，就可解算导弹在惯性系中的姿态。最后，给出了仿真结果。     

先进惯性参考球的方位鉴定技术

大多数框架式平台,鉴定其初始对准的标准方法,不是采用光学方法来监控稳定的平台,就是移动惯性平台(如:火箭撬测试)来测量其纵横向误差。令人遗憾的是,先进惯性参考球是一个液浮、球型的惯性平台,没有光学信息接至平台。因此,唯一的姿态信息是一个比较粗糙的读出系统,以此提供信息至导弹自动驾驶仪。本文提出了一种技术,用这种技术来校准姿态系统和鉴定先进惯性参考球平台的方位瞄准。值得注意的是,所提出的技术不仅使先进惯性参考球平台的方位瞄准与天文参考系精确地连系起来,而且既没有与方位瞄准机构,也没有与控制的卡尔曼滤波器及其与平台的相互作用发生矛盾。     

用于火控动态性能测试的多光轴光学系统

为了提高自行武器火控动态性能指标的测试精度,提出了在动基座上测试火控动态性能参数的方法。采用CCD数字成像和人眼观察并存的方式,对光学系统进行了设计,研制出火控动态性能测试系统。实现了稳定器稳定精度等7项重要指标的高精度测量。为了使测试设备的光轴保持一致性,研制了多光轴一致性检测装置,保证了整个系统的测量精度。实际使用...     

动力陀螺稳像系统自抗扰控制器设计与仿真

为了进一步提高系统的跟踪性能与抗干扰性能,运用自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)理论对具有交叉耦合以及会受内外干扰的动力陀螺稳像系统设计控制器。采用前馈控制解耦矩阵实现了通道之间的解耦。采用扩张状态观测器对系统的内外干扰进行实时估计和补偿,由非线性状态误差反馈控制律设计了ADRC控制器,实现对动力陀螺稳像系统的控制。数字仿真结果表明：所设计的自抗扰解耦控制器具有良好的解耦性能、跟踪性能、抗干扰性能和抑噪性能,可以满足动力陀螺稳像系统的控制要求。