[发明专利]基于框架控制与一体化隔振的平流层飞艇二次稳定系统

权利要求书

1.基于框架控制与一体化隔振的平流层飞艇二次稳定系统，其特征在于包 括：主被动一体化隔振器(1)、水平稳定平台(2)、框架驱动单元(3)和控 制器(4)，整个稳定系统均置于飞艇(5)的吊舱内，水平稳定平台(2)通过 主被动一体化隔振器(1)固定于吊舱的底部，框架驱动单元(3)置于水平稳 定平台(2)上，框架驱动单元(3)的方位轴与水平稳定平台(2)垂直，载 荷安装在框架驱动单元(3)倾斜轴的末端：

主被动一体化隔振器(1)：由被动隔振器和主动隔振器共同构成，被动隔 振器隔离频率大于20Hz的高频振动，主动隔振器隔离频率范围为10Hz～20Hz 的低频振动；

水平稳定平台(2)：包括台面(21)、姿态测量装置(26)和两套驱动机 构，姿态测量装置(26)实时获取台面(21)的滚动角和俯仰角以及滚动角速 度和俯仰角速度并送至控制器(4)，两套驱动机构根据控制器(4)的控制指 令对台面(21)进行控制，使得台面(21)相对于当地水平面的滚动角和俯仰 角以及滚动角速度和俯仰角速度均为零；

框架驱动单元(3)：包括两套框架驱动机构，分别驱动倾斜轴和方位轴， 每套框架驱动机构均由步进电机(31)、谐波齿轮减速装置(32)和感应同步 器(33)构成，步进电机(31)根据控制器(4)发出的脉冲指令输出步进角 度至谐波齿轮减速装置(32)，谐波齿轮减速装置(32)将步进角度输出至载 荷，使得载荷的指向与目标指向一致；感应同步器(33)测量载荷在倾斜轴和 方位轴的转动角度并送至控制器(4)；

控制器(4)：测量主被动一体化隔振器(1)的振动加速度信息，利用测 量值得到控制量并输出至主动隔振器；根据姿态测量装置(26)的测量信息获 取水平稳定平台(2)的角度控制量并分别送至两套驱动机构；根据感应同步器 (33)测量的载荷在倾斜轴和方位轴的转动角度获取步进控制量并送至步进电 机(31)。

2.根据权利要求1所述的基于框架控制与一体化隔振的平流层飞艇二次 稳定系统，其特征在于：所述的步进控制量包括倾斜步进角和方位步进角；计 算倾斜步进角时，首先通过目标点和飞艇当前的位置坐标以及水平稳定平台(2) 与飞艇形心的相对位置计算出相对倾斜角，然后将相对倾斜角与框架驱动单元 (3)的倾斜轴当前转角作差获得倾斜步进角；计算方位步进角时，首先获得目 标点与飞艇当前位置的相对方位角，然后将相对方位角依次与飞艇的偏航角以 及框架驱动单元(3)方位轴相对于零位的转角作差获得方位步进角。

3.根据权利要求1所述的基于框架控制与一体化隔振的平流层飞艇二次 稳定系统，其特征在于：所述的主动隔振器的执行机构为音圈电机(16)。

4.根据权利要求1所述的基于框架控制与一体化隔振的平流层飞艇二次 稳定系统，其特征在于：所述的被动隔振器包括隔板(11)、两个弹簧和两个阻 尼器，隔板(11)和水平稳定平台(2)之间设置第一弹簧(12)和第一阻尼 器(13)，隔板(11)和飞艇(5)的吊舱底面之间设置第二弹簧(14)和第二 阻尼器(15)。