[发明专利]基于虚拟速度内环的双闭环电锁回路控制方法

说明书

技术领域

本发明属于导引头系统电锁控制技术领域，具体涉及一种基于虚拟速度内环的双闭环电锁回路控制方法。

背景技术

导引头的主要作用是跟踪目标，测量目标运动信息，送给弹上控制系统使其按照预定的制导规律控制导弹攻击目标。

电锁控制功能是导引头的重要控制功能，主要用于导引头框架的角位置锁定控制。由于结构限制，导引头框架内一般没有安装框架测速传感器，电锁回路一般没有速度内环，难以获得很好的伺服刚度保证随动电锁性能。

由于某型导弹的头部尺寸小，跟踪角范围大，导引头采用前下视一体化航向、俯仰两轴直接稳像，通过光路切换机构完成导引头前视视场和下视视场的切换。切换机构的主要功能为：在下视景象匹配工作时，导引头框架锁定在零位，将下视镜头切换到光路中，前视光路被遮挡，实现下视系统成像功能；前下视系统交班时，导引头框架锁定在零位，将下视镜头移出下视光路，前视光路导通，前视系统开始工作。因此，在该型导引头设计时，光路切换功能的实现对电锁回路的性能提出了更改的要求。

如图1所示，为现有技术中较为常用的单位置环电锁回路控制方案，其具体的实施过程为：步骤1：导引装置指定输入角位置指令，利用给定的角位置指令和电位器测量的框架角位置信号相减，计算出位置控制偏差；步骤2：将位置控制偏差输入至位置回路控制器，经过控制算法后输出电机控制量至电机，电机转动至指定角位置；步骤3：电机转动角速度经过积分后为角位置信息，通过电位器测量，得到角位置信息。

根据实际应用，该方案无法满足电锁回路的性能要求，如何进一步保证随动电锁控制性能的质量指标，成为新的研究需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提高电锁回路控制方案的稳定特性并改善线性度，如何获得良好的伺服刚度以保证随动电锁控制性能。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于虚拟速度内环的双闭环电锁回路控制方法，所述控制方法基于双闭环电锁回路控制系统来实施，所述控制系统包括：位置回路控制器、速度回路控制器、电机、积分器、电位器、跟踪微分器；所述位置回路控制器、速度回路控制器、电机、积分器、电位器依次串联构成位置控制回环；所述电位器的输出端口还连接跟踪微分器的输入端口；所述跟踪微分器的输出端口连接速度回路控制器的输入端口；所述电位器、跟踪微分器、速度回路控制器、电机、积分器构成虚拟速度回环；

所述控制方法包括：

步骤S1：导引装置指定输入角位置指令，利用所输入的角位置指令和当前状态下电位器测量的框架角位置信号相减，获取位置控制偏差；

步骤S2：将位置控制偏差输入至所述位置回路控制器，经过位置回路控制器后的输出作为虚拟速度回环的一路输入；

步骤S3：将所述电位器测量的框架角位置信号经过跟踪微分器的跟踪微分运算后输出作为测量到的框架角速度信号，该测量到的框架角速度信号作为虚拟速度回环的另一路输入；

步骤S4：利用步骤S2得到的一路输入和步骤S3得到的另一路输出，将两者相减，计算得到速度控制偏差；

步骤S5：将所述速度控制偏差输入速度回路控制器，经过速度回路控制器后输出电机控制量至电机，电机转动至指定角位置；

步骤S6：电机转动角速度经过积分后为角位置信息，先通过电位器测量，然后一路反馈测量的框架角位置信号用以重复步骤S1，另一路反馈测量的框架角位置信号至跟踪微分器用以重复步骤S3。

其中，所述跟踪微分器为非线性离散跟踪微分器，其所实施的跟踪微分运算方法基于下述公式(1)进行：