[发明专利]一种三轴惯性稳定平台系统的二阶动态干扰力矩补偿方法

说明书

本发明提供了一种三轴惯性稳定平台系统的二阶动态干扰力矩补偿方法，该方法包括如下步骤：1、测量或计算三轴惯性稳定平台系统的转动惯量；2、测量得到所述稳定平台系统内部相对转动的角度和角速度，以及台体本体相对于惯性系的转动速度；3、计算所述稳定平台系统的台体合成二阶动态干扰力矩；4、折算电机进行干扰力矩补偿的电机力矩，通过该电机力矩实现干扰力矩补偿；该方法明确给出了二阶动态干扰力矩的计算方法，并根据计算结果进行补偿，有利于抑制载体存在角运动时的动态耦合误差，提高三轴惯性稳定平台系统的使用精度。

技术领域

本发明涉及惯性稳定平台测量控制领域，特别涉及一种三轴惯性稳定平台系统的二阶动态干扰力矩补偿方法，用于实现航空、航天领域的全姿态高精度导航。

背景技术

惯性稳定平台系统能有效隔离运动载体载体扰动，使得惯性测量单元相对于惯性空间保持稳定，其中三轴惯性稳定平台系统包括台体、内框架、外框架和基座，其中，惯性测量单元安装在台体内，外框架固连在运动载体上。其中，内框架和外框架组成的框架系统，用于为台体提供旋转自由度，但由于框架系统和台体间存在着相对运动约束，所以框架系统的运动会对台体带来影响。这些影响包含基座与台体间的坐标变换、力矩变换，以及框架系统惯性干扰力矩对台体的作用等。

在惯性稳定平台伺服系统工作时，系统的精度主要取决于陀螺仪，但在存在角运动的动态条件下，框架系统的动态干扰力矩会造成平台台体的漂移。目前，假设二阶动态误差相对于陀螺仪漂移是个小量，因此在伺服系统中基本不考虑该项误差。但是，随着平台系统精度的提高，该项误差逐渐显著性逐渐提高。因此，需要给出三轴平台系统的二阶干扰力矩计算方法和补偿方法，以提高三轴惯性平台系统在机动飞行弹道中的使用精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三轴惯性稳定平台系统的二阶动态干扰力矩补偿方法，该方法首先精确计算得到三轴惯性稳定平台系统的台体合成二阶干扰力矩，然后计算得到进行补偿该干扰力矩的电机力矩，从而实现二阶动态干扰力矩的抑制，有利于提高三轴惯性稳定平台系统的精度。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种三轴惯性稳定平台系统的二阶动态干扰力矩补偿方法，用于计算三轴惯性稳定平台系统的台体合成二阶动态干扰力矩并实现补偿；所述稳定平台系统包括基座、外框架、内框架和台体，对应的本体坐标系分别为基座本体坐标系X₁Y₁Z₁、外框架本体坐标系X_p2Y_p2Z_p2、内框架本体坐标系X_p1Y_p1Z_p1和台体本体坐标系X_pY_pZ_p；所述四个坐标系的原点重合，并且：台体本体坐标系的Z_p轴与内框架本体坐标系的Z_p1轴重合，外框架的本体坐标系的Y_p2轴与内框架本体坐标系的Y_p1轴重合，基座本体坐标系的X₁轴与外框架本体坐标系的X_p2轴重合；其中，基座与载体固连，在所述稳定平台系统在载体带动下发生内部相对转动时，基座绕外框架坐标系的X_p2轴转动，外框架绕内框架坐标系的Y_p1轴转动，内框架绕台体坐标系的Z_p轴转动；

所述二阶动态干扰力矩补偿方法包括如下步骤：

(1)、测量或计算得到三轴惯性稳定平台系统的转动惯量，包括：台体相对于X_p轴、Y_p轴、Z_p轴的转动惯量的内框架相对于X_p1轴、Y_p1轴、Z_p1轴的转动惯量的外框架相对于X_p2轴、Y_p2轴、Z_p2轴的转动惯量的