[发明专利]一种光电搜索跟踪系统的半实物性能评价方法及系统

权利要求书

1.一种光电搜索跟踪系统的半实物性能评价方法，其特征在于，包括步骤：

1)测量被控对象运动状态时的运动信息；

2)对被控对象进行进行频率响应测试，得到系统的幅频特性数据，构建被控对象传递模型；

3)根据运动信息对被控对象设计多环路控制器：其中跟踪单元采用陀螺速度闭环模式，跟随的火力单元采用位置闭环模式，电流环和速度环在自带的驱动器内部完成，外环采用位置闭环，通过将跟踪单元的位置发送到跟随的火力单元作为其位置环的输入，让火力单元跟随光电进行稳定跟踪；

4)将跟踪单元的速度发送至火力单元的速度环输入，作为前馈控制；

5)建立simulink模型，生成实现跟踪控制的标准代码文件，并将代码文件下载到光电搜索跟踪系统的控制器中；

6)在模拟的载体环境中，测试光电搜索跟踪系统的跟踪过程，得到跟踪数据；

7)根据跟踪数据对光电搜索跟踪系统进行动态环境下稳定精度的性能评价；

在步骤2)中，通过dSPACE对被控系统进行频率响应测试，得到系统的幅频特性数据，将测得的频率响应数据放入MATLAB中的ident工具箱中构建一个近似的、先验的被控对象传递模型；

其中辨识数据是在稳瞄系统实际工况中扫频获得，包含摩擦和线扰非线性因素，最终获得的稳定回路模型直接作为位置回路的控制对象，为位置随动控制器提供设计依据；

在步骤6)中，由六轴摇摆台模拟的行进晃动车体模拟载体环境，具体根据设计的速度环和位置环控制器对光电搜索跟踪系统进行动态环境测试，将六轴摇摆台升起，分别按1度1Hz、2度1HZ、3度1Hz和3度0.5Hz幅度摆动，以此模拟在不同路况下的车体晃动，模拟真实的室外环境；

在步骤7)中，将跟踪数据导入MATLAB编写的性能评价机制文件中，对光电搜索跟踪系统进行动态环境下稳定精度的性能评价；性能评价过程如下：

将采集回来的位置和速度跟踪数据取均值：

对跟踪数据去趋势项处理，消除传感器在获取数据时产生的偏移对后期计算产生的影响，从数据中删除趋势项以将分析集中在数据趋势本身的波动上；

对跟踪数据计算3δ值，以此评价动态环境下的跟踪精度:

绘制稳定精度曲线图和残余速度曲线图，以直观看到光电搜索跟踪系统的稳定情况。

2.根据权利要求1所述的光电搜索跟踪系统的半实物性能评价方法，其特征在于，在步骤1)中，所述运动信息包括角位置信号和角速率信号。

3.根据权利要求2所述的光电搜索跟踪系统的半实物性能评价方法，其特征在于，所述被控对象传递模型为速度开环传递函数:

4.根据权利要求3所述的光电搜索跟踪系统的半实物性能评价方法，其特征在于，在步骤3)中，将速度开环传递函数导入MATLAB中的sisotool工具箱，根据系统设计速度环超前滞后控制器为:

对随动单元的位置跟踪回路进行扫频，设置扫频频率为2KHz，采样周期0.0005s，辨识出速度开环传递函数为：

考虑系统稳定条件、控制精度等要求，设计位置控制器为：

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的光电搜索跟踪系统的半实物性能评价方法，其特征在于，在步骤5)中，通过MATLAB软件的代码自动生成环境RTW生成实现跟踪控制算法的标准C语言代码文件。

6.一种光电搜索跟踪系统的半实物性能评价系统，用于执行如权利要求1-5中任意一项所述的光电搜索跟踪系统的半实物性能评价方法，其特征在于，包括：

第一模块，用于测量被控对象运动状态时的运动信息；

第二模块，用于对被控对象进行进行频率响应测试，得到系统的幅频特性数据，构建被控对象传递模型；

第三模块，用于根据运动信息对被控对象设计多环路控制器：其中跟踪单元采用陀螺速度闭环模式，跟随的火力单元采用位置闭环模式，电流环和速度环在自带的驱动器内部完成；将跟踪单元的位置发送到跟随的火力单元作为其位置环的输入，让火力单元跟随光电进行稳定跟踪；

第四模块，用于将跟踪单元的速度发送至火力单元的速度环输入，作为前馈控制；

第五模块，用于建立simulink模型，生成实现跟踪控制的标准代码文件，并将代码文件下载到光电搜索跟踪系统的控制器中；

第六模块，用于在模拟的载体环境中，测试光电搜索跟踪系统的跟踪过程，得到跟踪数据；

第七模块，用于根据跟踪数据对光电搜索跟踪系统进行动态环境下稳定精度的性能评价。