基于加速度计的光电跟踪系统等效复合控制

复合控制是提高光电跟踪系统跟踪精度的一种有效方法,它较好地解决了精度和稳定性之间的矛盾;而等效复合控制是复合控制的另一种实现。为了实现等效复合控制,采用加速度计直接测得加速度信息再通过积分得到的速度作为前馈控制信号。实验对比结果表明,加速度计可以作为等效复合控制的传感器,在实际应用中实现伺服跟踪系统精度的提高,加入等效复合控制的光电跟踪伺服系统的跟踪精度提高至原来的6.67倍。     

光电跟踪转台的控制模型辨识

针对大功率永磁同步电机驱动的光电跟踪转台,提出了一种基于特征系统实现算法的控制模型辨识方法。首先,根据永磁同步电机的矢量控制原理,对白噪声测试系统进行了系统配置;其次,采用功率谱密度函数的分析方法对系统的输入和输出数据序列进行了分析,得到了系统的频率响应函数;最后,通过特征系统实现算法对系统的马尔可夫参数进行了辨识,获得了光电跟踪转台的控制模型。实验结果表明:采用特征系统实现算法可以精确地辨识出光电跟踪转台的控制模型,该控制模型能够较好地反映系统的动态特性,为控制器算法的设计提供了理论依据,具有较好的实用性。     

基于滤波器的低慢小伺服跟踪转台研究

雷达和红外无人机目标探测与识别技术是无人机探测预警系统的重要组成部分,它需要高性能的精密伺服转台以满足光电系统稳定成像和精确跟踪。为此,本文基于某外贸型便携式反无人机平台的系统功能和指标要求,设计了伺服跟踪转台。然后,针对转台跟踪机动目标时通讯链路延迟较大的缺点对转台控制系统展开研究,采用自适应α-β滤波器对跟踪目标角度和速度进行预测估计,并将该预测值加入PID反馈通道组成滤波器+PID的复合控制。最后,通过模拟航路和典型航路下的大疆无人机对反无人机系统开展实物测试,并与普通的PID控制器跟踪效果进行对比,实测数据表明采用自适应α-β滤波器+PID复合控制的伺服跟踪转台可有效提高光电跟踪品质,满足系统跟踪要求。     

光电装备模拟训练数字跟踪转台实时仿真

针对光电对抗装备模拟训练中跟踪伺服转台实时性能仿真实现问题,运用数字转台概念,采用Matlab/RTW/xPC Target工具构建了能够模拟实物跟踪转台功能、性能的实时仿真分析环境,在普通PC机上实现了跟踪伺服转台实时性能的半实物仿真。完成了实时仿真分析平台软硬件及控制算法的设计与仿真测试,结果表明,该仿真方法能够模拟自动跟踪、外引导、操作手单杆跟踪三种状态下装备跟踪转台系统性能,既保证了实时性也大大减少了开发成本,也能够快捷高效进行跟踪控制算法的设计调试与快速控制原型实现,具有重要工程应用价值。     

适用于光电跟踪仪的高速目标跟踪控制算法

为了提高光电跟踪仪对于高速运动目标的跟踪精度和稳定性,提出一种适用于光电跟踪仪的高速目标跟踪控制算法。利用光电跟踪仪、火炮、载体惯导系统、视频跟踪器和激光测距机输出的相关参数,通过一系列坐标转换、递推迭代和坐标反变换,完成瞄准线坐标系下方位速度环和俯仰速度环跟踪前馈补偿参数的计算,并将该参数分别叠加到方位、俯仰跟踪控制回路,参与跟踪控制;采用模拟航路进行验证,该跟踪控制算法对速度2.5 Ma的高速运动目标,跟踪系统误差和随机误差均小于0.15 mrad。实验结果表明,该方法能有效提高光电跟踪仪对高速运动目标的跟踪精度,响应速度快、动态滞后小。     

光电跟踪伺服系统先进控制策略概述

光电跟踪系统中的伺服控制技术是实现高精度跟踪的关键技术之一。系统自动化程度的提高,为先进控制策略的实现提供了必要条件。本文综述了国内外光电跟踪系统中的伺服控制技术,希望为该方向的工程研究提供基本的技术支持与参考。     

基于复合控制的光电搜索跟踪转台控制系统设计与实现

高精度的控制系统是保证光电搜索跟踪系统实现目标稳定跟踪的关键因素之一.为提高光电搜索跟踪转台的响应速度及控制精度,在介绍系统总体功能的基础上,对控制系统进行建模,并设计了基于位置前馈与专家PID算法的复合控制策略,实际应用表明,该系统能对目标实现高精度的稳定跟踪,鲁棒性好,达到了预期的设计要求.     

加速度前馈在高精度伺服跟踪系统中的应用研究

简要介绍了含有前馈校正的复合控制系统,给出了三闭环控制系统的2种双前馈控制方案,详细推导了这2种方案前馈系数的确定过程,经比较得出了速度、加速度双前馈控制方案优于速度、电流双前馈控制方案.最后,对系统加入加速度前馈前后进行了实验比较,结果表明,加速度前馈的加入,有效提高了系统跟踪机动目标的能力.     

光电跟踪伺服参数设计与跟踪算法误差分析

针对运动目标跟踪,介绍了一种光电跟踪角速度、角加速度计算方法,给出了控制系统拉格郎日多项式插值跟踪算法误差分析,提出的伺服参数计算方法与分析,可为控制系统优化设计提供数据参考．     

基于FPGA的光电跟踪控制系统设计

为了提高光电跟踪控制系统可靠性和实时性,设计了一种基于FPGA的控制系统.该控制系统以一块FPGA芯片为核心,主要完成传感器信号处理,控制算法实现,脉宽调制方波生成,与上位机通信等任务.采用Xilinx公司的ISE7.0平台进行开发,并用层次化和模块化的方式进行设计.实验结果表明这种设计方法使系统以比较低的成本获得了很高的处理速度,从而提高了系统的性能.     

光电跟踪仪目标捕获过程控制技术研究

在分析光电跟踪仪性能特点的基础上,探讨了目标捕获过程控制技术,基于自适应原理提出了相对速度截止控制方法,经实验验证,效果明显,具有工程实用价值。还介绍了基于位置预计的过程控制方法,并对两种方法及其应用环境进行了比较。     

陀螺测试转台的复合控制设计

针对陀螺测试速率转台低速时存在的问题,为提高系统低速的跟踪精度,提出了一种基于摩擦补偿控制和重复控制构成的复合控制新模式,详细分析了复合控制原理,和复合控制应用于陀螺测试速率转台控制系统的结构,设计了摩擦补偿控制器、重复控制器和速度控制器,并进行了软件设计。仿真表明复合控制对转台低速运行时的摩擦干扰抑制效果显著,进一步提高了系统低速的跟踪精度。系统具有良好的动态性能和静态性能,实用性强。     

光电经纬仪转台动态特性研究

光电经纬仪转台的动态特性对经纬仪瞄准与跟踪性能有重要影响。针对某型号经纬仪展开研究,基于3D Solid单元建立了有限元模型,采用Bathe子空间迭代法对转台进行了模态分析,获取了转台前6阶模态。进行了力锤激励模态测试实验,仿真结果与实验结果误差在12%以内。基于隐式积分法对经纬仪进行了扫频分析,结果表明,该型号经纬仪转台对350 Hz激励最为敏感。研究结果为经纬仪转台结构改进提供了指导,并为控制系统的带宽设计提供了依据。     

某测试转台电控系统设计

给出了测试转台电控系统的组成,着重讨论了伺服控制单元的设计,详细介绍了伺服主控模块的设计和对外接口,分析计算了转台负载力矩,并由此给出了伺服电机的选型,简要介绍了系统的电源设计。最后研制出了测试转台样机,给出了测量误差,对类似工程设计具有一定的参考意义。     

基于跟踪精度控制的传感器管理方法研究

军用多传感器系统往往需要在保证完成任务的同时,尽可能地隐蔽自己,为此要求传感器管理系统必须能够在满足跟踪精度要求的前提下,最大限度地降低对资源的使用,特别是减少主动传感器的开机时间。基于该目的,讨论了一种基于跟踪精度控制的传感器管理方法,该方法利用协方差控制技术,保证系统在满足给定性能指标的前提下,对传感器资源的利用最少,从而提高了系统的抗毁性。同时对给定精度过高,造成的系统无解情况给出了一种解决方案,并通过对一个单目标跟踪场景的仿真,验证了该方法的有效性。     

电液伺服系统的自适应滑模跟踪控制研究

针对电液伺服系统的跟踪控制问题,在系统模型不确定性参数的界未知的情况下,提出一种自适应滑模控制方案。该方案的主要思想是用滑模方法抑制系统中的外干扰力扰动,对系统不确定性参数进行自适应估计,用估计值来补偿不确定性参数的变化。对于系统全局稳定性,采用李雅普诺夫稳定性理论给出了严格的证明。仿真结果表明了该方案具有良好的跟踪性能和鲁棒性。     

自由空间光通信精跟踪模糊控制系统的设计

针对空间光通信中捕获、瞄准和跟踪(ATP)技术的精跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求,设计了基于前馈补偿的比例,积分和微分(PID)模糊控制系统,采用camera-link接口的高帧频CMOS相机和大规模FP-GA芯片设计了精跟踪处理控制平台,并将图像处理、前馈补偿和PID模糊控制等功能全部集成在FPGA芯片内部。实验结果表明,前馈补偿模糊PID控制具有更强的系统适应性,精跟踪系统带宽达到300 Hz,对大于100 Hz的高频振动频谱仍然有很好的抑制补偿效果,尤其对于低于60 Hz的主要扰动频谱具有很好的跟踪补偿效果,抖动压缩比达到90%以上,抖动均方差小于1 pixel,定位精度约为1μrad。     

基于多体理论的两轴光电转台结构误差分析

基于多体系统运动学理论,以两轴立式光电转台为研究对象,对转台的各项结构误差进行分析,得到了转台拓扑结构图,建立了转台结构误差模型,推导出包含各项结构误差的转台综合误差公式,并借助Mathematica软件进行了转台误差数值仿真,分析了不同结构误差项对转台指向精度的影响,为转台的误差分配、误差设计、误差分离与误差测量奠定了基础。