[发明专利]一种机载光电平台稳定指向控制方法

说明书

本发明涉及一种机载光电平台稳定指向控制方法，包括如下步骤：(1)机载光电平台的安装；(2)对系统进行动力学建模，得到该双级基准系统完整的状态空间模型，由此得到系统的控制算法框图；(3)设计系统的反馈控制结构；(4)对所加入的控制器进行参数设定。本发明专利所提出的机载光电平台稳定指向控制方法，综合了直流电机和音圈电机的优点，相比于一般的单电机驱动，使用两种电机采用双级控制。一级控制中直流电机的使用一定程度上可以隔离外部基座扰动运动对光电载荷的影响，二级控制采用具有高带宽高精度特性的音圈电机，可提高机载光电平台的指向精度及其指向稳定性。

技术领域

本发明涉及结构设计与控制领域，具体涉及一种机载光电平台稳定指向控制方法。

背景技术

航空监测在国防建设中发挥着越来越重要的作用，机载光电平台稳定指向性能决定了其应用的广度和深度。根据要完成监测任务的不同，平台上所搭载光电载荷也不同。

由于光电平台搭载在飞机等移动载体上，很容易受到基座扰动以及外部干扰作用的影响，这会很大程度影响光电载荷指向的稳定性和精度。控制系统的任务是调节光电载荷的转动角度使其达到特定值，稳定指向目标物体并使其不受基座干扰转动运动的影响。

控制系统需要使用电机驱动光电载荷的转动，在电机的选择问题上，音圈电机满足质量稳定原理，它保证了系统的惯性稳定和对惯性干扰运动的抵抗，精度高，但它能产生的最大力矩值较小，对摩擦力或风力等干扰的抵抗性能很差。相比之下，直流电机具有较好的调速性能，能产生较大的力矩，但其精度有限。因此，我们需要更好的结构布局来充分利用已有电机的优势，得到更加精确的控制模型和算法。

发明内容

为了减小基座干扰运动对机载光电平台上稳定指向的影响，提高光电平台的指向精度，本发明提出了一种能够减少干扰影响，实现高精度控制的机载光电平台结构布局及控制方法。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

一种机载光电平台稳定指向控制方法，包括如下步骤：

(1)机载光电平台的安装：在平台机座上安装直流电机，直流电机与安装平台相连，其惯性主轴重合，使用直流电机驱动安装平台及其上设备，在安装平台上安装线性音圈电机和所需光电载荷，光电载荷的惯性主轴与安装平台及直流电机的惯性主轴重合，在安装平台上对称位置处安装两个规格相同的音圈电机用来驱动光电载荷，使用音圈电机对光电载荷进行二级驱动，安装所需测量装置，完成系统模块的搭建，得到双级控制的基准平台结构；

(2)对系统进行动力学建模，得到该双级基准系统完整的状态空间模型，由此得到系统的控制算法框图，其完整的状态空间模型如下：