[发明专利]一种加速度传感器传递函数的辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种伺服转台角加速度传感器传递函数辨识方法，属于自动控制领域，适用于对伺服控制系统角加速度信号采集与处理改进。

背景技术

在光电跟踪系统伺服转台的控制中，通常采用伺服转台的速度和加速度等效代替目标的速度和加速度构成等效复合控制，或者采用伺服转台的加速度信息构成加速度环节进行校正。因此，准确获取伺服转台加速度对提高光电跟踪系统的跟踪精度具有极其重要的意义。获取伺服转台加速度的有效方法是在伺服转台上安装角加速度传感器。角加速度传感器是一个惯性器件，输出有一定的滞后，因此角加速度传感器输出的加速度信息有一定的滞后误差。为了准确得到伺服转台的加速度信息，必须对角加速度传感器的滞后进行补偿。因此，需要研究角加速度传感器的数学模型。传递函数是在复数域内的数学模型，与描述系统运动规律的微分方程是对应的。可根据组成系统各单元的传递函数和它们之间的联结关系导出整体的传递函数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种伺服转台角加速度传感器传递函数辨识方法，是为了准确获得伺服转台的加速度信息，补偿角加速度传感器的滞后而提出的一种角加速度传感器传递函数辨识与滞后补偿的方法。

本发明的技术方案是这样实现的，一种伺服转台角加速度传感器传递函数辨识方法，其特征在于具体方法如下：1）首先在伺服转台上安装角加速度传感器，角加速度传感器和伺服转台采用直接耦合的联接方式；给伺服转台施加不同频率的加速度信号，通过角加速度传感器及信息处理模块得到伺服转台的加速度信息；用MATLAB对输入信号和输出信号进行处理可得到伺服转台和角加速度传感器作为一个整体的bode图；2）再根据伺服转台的传递函数并利用参数递阶辨识原理拟合得到角加速度传感器的传递函数，伺服转台即驱动电路与跟踪架的传递函数为：                                                ；3）最后根据传递函数进行滞后补偿，进而实现角速度传感器的准确测量。

所述的加速度传感器的角加速度传感器选用的CJ41A-2E型压电角加速度传感器，测量范围：（-100～+100）°/s²，分辨率为0.02°/s²。

所述的角加速度传感器信息处理模块，采用了Atmegal16处理器和16位A/D转换模块采用AD974芯片。

所述的角加速度传感器的模型为二阶系统。

本发明的积极效果是：由于本发明可对角加速度传感器的滞后进行补偿，克服了角加速度传感器自身惯性引起的滞后所带来的误差，改善了加速度信号的测量结果，提高了准确性。所得到的角加速度信号可作为前馈控制信号传送给伺服控制机构，也可用于监控伺服转台的动态性能，对于光电跟踪系统伺服控制技术的研究具有积极意义。

附图说明

图1为本发明伺服转台角加速度传感器传递函数测试示意图。

图2为伺服转台和角加速度传感器传递函数测试原理图。

图3为角加速度传感器传递函数测试与校正流程图。

图4为matlab曲线拟合工具操作界面。

图5为伺服转台bode图。

具体实施方式