[发明专利]一种双驱动跟踪平台的自适应摩擦补偿控制方法及系统

说明书

本发明公开一种双驱动跟踪平台的自适应摩擦补偿控制方法及系统，涉及雷达导引头测试技术领域，方法包括：建立双驱动跟踪平台的动力学模型；根据动力学模型得到比双驱动跟踪平台维数低的渐近稳定的目标系统；根据目标系统确定目标系统中浸入映射；根据目标系统中浸入映射得到隐式流形；根据隐式流形得到控制律；控制律用于使动态轨迹在目标系统中浸入映射下的像保持不变吸引流形，还用于使动态轨迹有界；动态轨迹为双驱动跟踪平台在控制律作用下的动态轨迹；建立双驱动跟踪平台非线性摩擦的LuGre摩擦模型；利用控制律对LuGre摩擦模型进行自适应摩擦补偿控制。本发明能提高双驱动跟踪平台的跟踪精度和同步精度。

技术领域

本发明涉及雷达导引头测试技术领域，特别是涉及一种双驱动跟踪平台的自适应摩擦补偿控制方法及系统。

背景技术

运动目标模拟器是雷达导引头测试领域的关键部件之一，现有的运动目标模拟器，主要是根据红外成像进行动态跟踪，而在动态跟踪过程中一般使用两轴稳定跟踪平台，可以真实模拟空间目标在空间的运动特性，从而测试和评估制导武器制导分系统的综合性能。运动目标模拟器能够携带红外/微波特征信号装置在导引头视场内作二维运动，一般采用两个正交的在线运动伺服系统，即两轴稳定跟踪平台组成。

伺服运动系统(运动伺服系统)的传统驱动方式是采用单轴单驱，但由于负载重量大，目标运动速率变化范围大，基于单电机的驱动方式难以满足目标运动特性模拟的需要。因此，在线伺服运动系统中多采用双电机同步驱动的方式，伺服系统动态性能更为优越。在双驱动跟踪平台，即双驱动同步伺服运动系统这种结构中，双轴在低速运动期间电机输出力小、受轴线摩擦等非线性因素大的缘故，存在不平稳抖动、爬行和响应慢的现象，降低了双驱动跟踪平台的跟踪精度和同步精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种双驱动跟踪平台的自适应摩擦补偿控制方法及系统，以提高双驱动跟踪平台的跟踪精度和同步精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种双驱动跟踪平台的自适应摩擦补偿控制方法，所述方法包括：

建立双驱动跟踪平台的动力学模型；

根据所述动力学模型得到比所述双驱动跟踪平台维数低的渐近稳定的目标系统；

根据所述目标系统确定所述目标系统中浸入映射；

根据所述目标系统中浸入映射得到隐式流形；

根据所述隐式流形得到控制律；所述控制律用于使动态轨迹在所述目标系统中浸入映射下的像保持不变吸引流形，还用于使所述动态轨迹有界；所述动态轨迹为所述双驱动跟踪平台在所述控制律作用下的动态轨迹；

建立双驱动跟踪平台非线性摩擦的LuGre摩擦模型；

利用所述控制律对所述LuGre摩擦模型进行自适应摩擦补偿控制。

可选地，所述动力学模型表示为：

式中，X₁为第一电机的位移量；X₂为第二电机的位移量；所述第一电机为双驱动跟踪平台中第一导轨配备的电机；所述第二电机为双驱动跟踪平台中第二导轨配备的电机；M₁为双驱动跟踪平台中横梁的质量；M₂为所述横梁上滑块的质量；L为所述横梁的长度；Y为所述滑块的重心到所述横梁的重心的距离；I₁为所述横梁的转动惯量；f(v)为双驱动跟踪平台非线性摩擦的函数形式；μ为双驱动跟踪平台中接触面间宏观下的粘滞摩擦系数；M为惯量矩阵；U为矩阵惯量矩阵M的系数的倒数。

可选地，所述目标系统表示为：