[发明专利]一种光电跟踪仪复合轴控制系统控制精度测试方法

权利要求书

1.一种光电跟踪仪复合轴控制系统控制精度测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：初始化参数T、i、k、σ、λ、κ、N；其中，T为控制系统的运算周期；i代表主轴陀螺零偏计算时，主轴陀螺输出角速率数据的序号；k代表控制系统第k个运算周期；σ为主轴调转到位阈值；λ为子轴校正范围；κ为测试结束判断阈值；N为主轴陀螺零偏计算需要采集数据个数的上限；

步骤2：依据设定的目标运动轨迹计算目标起始跟踪点角位置θ_{tgt_init}以及目标终点角位置θ_{tgt_end}；

步骤3：将光电跟踪仪主轴调转至目标起始跟踪点角位置θ_{tgt_init}，同时将子轴锁定在子轴零位位置；

步骤4：判断主轴是否到达目标起始跟踪点的角位置，如果|θ_{tgt_init}-θ_{main_coder}|＜σ，执行步骤5，否则执行步骤3；其中θ_{main_coder}是主轴角位置测量器件的角位置输出；

步骤5：将主轴锁定在目标起始跟踪点角位置θ_{tgt_init}；

步骤6：读取主轴陀螺输出角速率数据：

步骤6.1：读取并记录主轴陀螺输出角速率数据ω_{gyro_orig}(i)，i代表读取到主轴陀螺输出角速率数据的序号；

步骤6.2：更新主轴陀螺输出角速率数据序号i＝i+1，并判断读取主轴陀螺输出角速率数据是否完成，如果iN，则进行步骤7，否则返回步骤6.1；

步骤7：根据公式

计算主轴陀螺零偏值ω_{gyro_bias}；

步骤8：进行主轴陀螺积分初值对准：θ_{main_GyroIntgInit}＝θ_{main_coder}，其中θ_{main_GyroIntgInit}为主轴陀螺积分初始值；

步骤9：依据目标运动特性，计算当前第k个运算周期目标角位置θ_tgt(k)；

步骤10：以目标角位置θ_tgt(k)与主轴角位置θ_{main_coder}(k)的差值θ_tgt(k)-θ_{main_coder}(k)为误差信号驱动光电跟踪仪复合轴主轴运动；同时对主轴陀螺数据进行积分：

如果k＝0，则θ_{main_GyroIntg}(0)＝θ_{main_GyroIntgInit}；

否则θ_{main_GyroIntg}(k)＝θ_{main_GyroIntg}(k-1)+T×(ω_{gyro_orig}(k)-ω_{gyro_bias})；ω_{gyro_orig}(k)表示当前第k个运算周期中的主轴陀螺输出的角速率数据；

步骤11：判断主轴对目标跟踪的残余误差是否进入子轴校正范围，如果|θ_tgt(k)-θ_{main_GyroIntg}(k)|≤λ，则执行步骤12，否则，执行步骤13；

步骤12：以目标角位置与主轴陀螺积分的差值θ_tgt(k)-θ_{main_GyroIntg}(k)为误差信号驱动子轴运动，执行步骤13；

步骤13：子轴锁定子轴零位；

步骤14：记录目标角位置θ_tgt(k)、主轴角位置θ_{main_coder}(k)、目标角位置与主轴陀螺积分的差值θ_tgt(k)-θ_{main_GyroIntg}(k)、子轴角位置数据θ_sub(k)；

步骤15：判断测试是否结束，如果|θ_tgt(k)-θ_{tgt_end}|＜κ，测试完成，执行步骤17，否则执行步骤16；

步骤16：更新控制系统运算周期，k＝k+1，跳转至步骤9；

步骤17：测试数据处理：

步骤17.1：主轴系统测试数据处理：主轴系统误差、主轴随机误差分别为mean_main、δ_main：

步骤17.2：子轴系统测试数据处理：子轴系统误差、子轴随机误差分别为mean_sub、δ_sub：

其中M为步骤9～步骤16的循环次数。