机载光电平台的复合补偿控制方法

为实现机载光电平台的实时高精度稳定跟踪控制,提出了一种基于改进干扰观测器和模糊逼近的复合自适应补偿控制方法.首先,根据系统的机械结构特点分析了各框架间的运动学耦合关系;考虑到载体扰动的影响,提出了一种基于速度信号的改进干扰观测器结构,并分析了它的工作原理和鲁棒稳定性.然后,针对机械系统中普遍存在的摩擦等干扰现象,设计了基于模糊逼近的复合补偿控制策略以保证系统的跟踪性能,最后,利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的全局稳定性和跟踪误差的渐进收敛.实验结果显示,该控制方法具有较高的稳定精度,其跟踪误差可达μrad数量级,表明该方法可以有效地抑制载体扰动的影响并且具有良好的跟踪性能,是可行有效的.     

机载光电侦察稳定平台系统分析

介绍了机载光电侦察稳定平台的几种框架形式,从稳定原理方面分析了各自的优缺点,并指出随着光电侦察技术及装备的发展,四框架两轴稳定平台系统是最佳的选择方案.     

机载光电稳定平台检测技术的研究

给出了机载光电稳定平台的检测技术及方法,并提出了一种动态靶标的结构方案及原理,使其能够进行静态、动态的参数测试,尤其是可见光和红外成像系统同时工作时各种参数的测试。在此基础上为建立测量基准的传递方法、形成系统的光电侦察平台总体检测技术提供必要的准备和基础。着重阐述了机载光电稳定平台的静态、动态时的角度测量方法,首次提出了一种利用光线对接方法,实现可见与红外同时测量。还提出了一种数学计算方法,通过两个角度的测量和空间矢量法计算,得出动态靶标的空间坐标,以此作为机载光电稳定平台的指向坐标的真值,并给出了动态靶标的静态与动态精度的标定方法。     

某型光电吊舱伺服功能故障分析

针对某型两轴四框架光电吊舱伺服功能异常,通过分析系统内、外框架伺服控制回路,提出采用故障隔离法的分析思路,最终定位解决了故障.分析和判断该故障的思路与方法,对处理两轴四框架光电吊舱伺服故障具有一定的借鉴意义.     

光电对抗稳定平台强光能干扰技术研究

本文针对干扰破坏弹类飞行目标的性能,对光电对抗稳定平台强光能干扰系统进行了分析和设计.本系统采用二维精密稳定平台系统来实现了对空中飞行目标进行快速捕获、锁定并自动跟踪,由强光能干扰发射系统发出强光能干扰信号,实现对飞行目标进行干扰及精确打击,以达到保护自己打击敌人的目的.     

采用复合控制提高机载光电平台的数引跟踪精度

简述了机载光电平台的工作原理与功能,介绍了平台速度环和跟踪位置回路的经典控制方法.从提高系统的跟踪精度出发, 提出了复合控制在机载光电平台数引跟踪中的应用.介绍了前馈控制的原理和局限性以及在光电平台数引跟踪回路中的具体设计方法,并给出了实验结果.结果表明,与没有进行复合控制相比较,对机载光电平台实施前馈复合控制能够在不改变系统闭环稳定特性的前提下,将系统的数引跟踪精度提高10%.     

机载光电吊舱自抗扰控制算法研究

针对机载光电吊舱工作环境不稳定、参数的时变性以及系统的非线性等问题,结合自抗扰控制原理,研究了机载光电吊舱控制系统的数学模型及自抗扰离散控制算法,对机载光电吊舱自抗扰控制器进行了方案设计,经仿真分析并与传统控制算法进行比较,该系统对外部扰动的多变性和参数的不确定性具有很强的适应性和抗扰性能,控制性能可靠。     

两轴三框架光电稳定平台动力学分析

为了减小无人机负载要求,研究小型化光电稳定平台结构。根据常用光电稳定平台结构优缺点,提出了两轴三框架结构形式。阐述了平台基本结构,建立了两轴三框架光电稳定平台各环框架的运动方程。最后,利用ADAMS软件对其进行动力学分析。     

ESO增强四轴平台伺服系统抗扰能力的研究

四轴陀螺稳定平台在动基座上工作时,具有不可预知快变参考角度输入及动态干扰力矩的作用,严重影响系统控制精度。由此,在稳定回路中引入扩张状态观测器,以角位置跟踪误差作为观测输入,实时观测参考输入角加速度及干扰力矩并实施前馈补偿;同时在观测器输入端引入低通滤波环节,兼顾饱和等非线性环节作用下的系统稳定性。仿真及试验结果表明:采用以上方案可在不可预知快变角度输入、干扰力矩等因素的共同作用下,更好地实现平台的惯性空间稳定,且系统实现简单,对解决机电控制系统的类似问题具有借鉴作用。     

机载光电稳定平台框架结构工程分析

我们在设计机载光电设备时要考虑在使用环境中,零件会不会断裂,会如何变形,变形多少,是否可以使用较少材料 而 又不影响其使用性能等问题,对于这些工程分析问题借助机械设计软件中内嵌的工程分析功能能较好地解决。本文对机载光电稳定平台结构设计特性进行了阐述,说明机械谐振频率对设备性能的重要性,通过加支撑筋和减重孔是提高机械谐振频率的有效手段,再者在结构布局上尽量紧凑,使质量大的零件靠近回转轴线以减小转动惯量,这均有利于机械谐振频率的提高。以xxx光电稳定平台框架基座为例,描述了分析过程,通过较直观的图示结果,使我们能较全面看到在一定外力作用下,零件中应力、应变、变形、安全系数等的分布情况,据此找出薄弱环节和冗余部分,有的放矢地进行改进设计,以实例结果验证了分析的可指导性和重要性。     

小型无人机载光电稳定平台框架结构研究

针对无人机平台挂载条件的要求,设计了小型无人机载光电稳定平台的机械结构。通过分析光电稳定平台的框架结构、功能及指标参数的要求,选择两轴三框架结构,提出分离式外方位框架的结构,并对其减重优化,大大减小了加工成本及装配难度。同时,采用ADAMS软件建立小型无人机载光电稳定平台的模型,对其进行动力学仿真。     

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.     

考虑安装基座影响的光电平台等价捷联惯性稳定控制

采用陀螺仪直接测量光电平台内部载荷的惯性角速度构建反馈,可以在运动载体上控制视轴惯性角速度,实现稳定成像。陀螺捷联惯性稳定控制能够构建前馈,有效提高系统带宽、减小控制误差,但对陀螺安装位置有要求。本文提出了在陀螺直接反馈的机械安装条件下等价捷联稳定的控制方法,并考虑平台基座约束条件建立了动力学模型。该模型显露了光电平台基座安装刚度引入的谐振问题。针对被控对象中的一对谐振和反谐振环节,基于稳定的零极点对消设计滤波器消除谐振。综合利用陀螺直接测量的框架惯性角速度和编码器测量的机械框架相对转角构建等价捷联惯性稳定回路。在等价捷联惯性稳定回路中,采用内回路干扰抑制结合基于逆模型前馈的复合控制方法,有效拓展控制带宽,提高对指令的跟踪精度和对载体姿态晃动的隔离性能。仿真和实验结果表明:该方法有效抑制了安装基座弹性约束力矩的谐振,且与陀螺直接反馈控制相比性能更优。对幅值为1(°)/s、频率为1 Hz的典型正弦角速度指令进行跟踪,均方根误差由1.75(°)/s减小到0.23(°)/s,在1 Hz处扰动隔离度由18%减小到2%。     

机载光电平台球罩的视轴指向误差

摘要:机载光电平台光学镜头前的通光窗口,多选用内外球心重合的等厚球形玻璃球罩。球罩在加工过程中产生内外表面球心不重合,会给视轴指向精度带来附加误差。本文根据光路图推导出了产生这种误差的数学表达式,分析了内外球心偏离对视轴指向精度的影响。实验结果表明,实测数据与数学推导结果吻合得很好。当某型号球罩的内外表面球心沿视场中心线的偏离达到0.26mm时,45视场处的视轴指向误差实测值达到0.075,超出了0.029（0.5mrad）的允许值。为了将球罩加工误差带来的视轴指向偏差减小到0.017（0.3mrad）,内外球心偏离必须控制在0.10mm以内。     

机载光电平台中采用复合控制提高数引跟踪精度的研究

简述了机载光电平台的工作原理与功能,介绍了平台速度环和跟踪位置回路的经典控制方法,从提高系统的跟踪精度出发, 提出了复合控制在机载光电平台数引跟踪中的应用。介绍了前馈控制的原理和局限性,及在光电平台数引跟踪回路中的具体设计方法。并给出了实验结果,与没有进行复合控制相比较,结果表明,对机载光电平台实施前馈复合控制能够在不改变系统闭环稳定特性的前提下,提高系统的数引跟踪精度。     

机载光电侦察平台复合减振设计

为减小振动对机载光电侦察平台成像质量和稳定精度的影响,对光电平台进行了复合减振设计.分析了复合减振原理,针对以往单级隔振系统存在的缺点在平台内框架和外框架之间设计了二级减振系统,更加有效地隔离了外框架传递到内框架上的振动.采用二维参数优化方法计算出了复合减振系统的最优固有频率比fopt为1.43,最优阻尼比ζopt为0...     

机载光电平台的结构及原理分析

机载光电平台是无人机一种重要的有效载荷,它集成了机械、通信、光电和自动化技术,能够完成对目标的侦查、跟踪和定位等任务。针对机载光电平台的功能需求和恶劣的工作环境,设计了一种轻量化、结构紧凑、视线范围大和可操控性好的新型机载光电平台。通过CATIA软件建立了平台的三维模型,介绍了结构特点和重要部件。对球形机构进行原理分析,建立了几何结构模型和运动学模型,证明了球形机构是一种3自由度全解耦的并联机构,并且具有无奇异点、工作空间大和完全各向同性等优点,利用ANSYS Workbench对球形框架进有限元分析,结果表明其静力特性符合设计要求。     

机载光电载荷视轴指向控制技术综述

针对远距离、长焦距、高分辨机载光电成像载荷对提升视轴指向控制精度的迫切需求,从电流、速度、位置三环控制的基本原理入手,对电机的力矩控制、干扰的抑制、对延迟的鲁棒性等问题进行了分析。首先,分析了新型无刷电机电流驱动和控制方法及相应的优缺点。论述了主动抗扰内回路以及速度反馈外回路控制问题,从算法的角度提高对视轴运动速度的控制性能;另一方面,考虑机械结构刚度对控制增益的制约,从两级控制结构的角度对相应的控制方法进行分析。对目标跟踪控制这一典型位置环控制问题进行了分析,从时滞反馈控制的角度论述了相应的理论研究进展。最后,综合当前技术发展趋势给出机载光电载荷视轴指向控制技术的思考和建议。     

机载光电平台隔振系统振动耦合分析

为避免载机线振动耦合为光电平台角振动,减小角振动对成像质量和指向精度的影响,对机载光电平台隔振系统进行了分析与研究。针对以往单自由度振动模型仅能分析线振动衰减,无法分析线振动与角振动耦合的缺点,建立了隔振系统的双自由度振动模型,推导出载机线振动与光电平台角振动间的传递函数,分析了减振器刚度、阻尼参数偏差以及减振器布局不合理对振动耦合的影响,为隔振系统的设计和安装提供理论基础。结合工程实际,提出了减小光电平台隔振系统振动耦合的具体措施。     

机载稳像光电平台动态检测设备研究

本文以我所研制的某型机载平台的实际检测需求为出发点,从理论上论证了进行电视跟踪误差、红外跟踪误差、电视跟踪器捕获性能、红外跟踪器对飞行目标自动捕获性能等指标进行动态检测的实现方法和基本原理。分析了以模拟地物目标进行动态精度检测的可行性。本文结合现有的工程实际与工艺水平重点研究了地物目标模仿真器（—动态精度检测的核心测试设备）的工程化原理与设计思路,并进行了三维建摸实践,分析了仪器的综合设计精度,对其中的关键组件—摩擦传动器的设计过程进行了介绍。本文不仅为机载光电稳像平台的动态检测提供了一种新的检测与标定方法,并完成了其核心检测设备的研制方案论证,还为类似的地基光电探测平台的检测提供了一种参考方法,为类似检测设备的研制提供了新的思路。