[发明专利]基于框架控制与一体化隔振的平流层飞艇二次稳定系统

摘要

基于框架控制与一体化隔振的平流层飞艇二次稳定系统，包括主被动一体化隔振器、水平稳定平台、框架驱动单元和控制器。主被动一体化隔振器用于隔离环境干扰和艇身运动耦合，其控制驱动指令由控制器产生。水平稳定平台用于为框架驱动单元和后续有效载荷提供一个当地的水平面，水平稳定平台通过反馈其姿态角至控制器，然后控制器根据姿态角偏差通过执行结构对水平稳定平台进行调整，保持水平稳定平台与当地水平面平行。控制器根据目标点与飞艇当前位置，以及框架驱动单元反馈的转角信息，控制框架驱动单元到所要求的指向上。本发明系统提供了一种新的能够满足有效载荷工作环境要求的二次稳定平台系统，控制精度高、稳定性好。

主权项

基于框架控制与一体化隔振的平流层飞艇二次稳定系统，其特征在于包括：主被动一体化隔振器(1)、水平稳定平台(2)、框架驱动单元(3)和控制器(4)，整个稳定系统均置于飞艇(5)的吊舱内，水平稳定平台(2)通过主被动一体化隔振器(1)固定于吊舱的底部，框架驱动单元(3)置于水平稳定平台(2)上，框架驱动单元(3)的方位轴与水平稳定平台(2)垂直，载荷安装在框架驱动单元(3)倾斜轴的末端：主被动一体化隔振器(1)：由被动隔振器和主动隔振器共同构成，被动隔振器隔离频率大于20Hz的高频振动，主动隔振器隔离频率范围为10Hz～20Hz的低频振动；水平稳定平台(2)：包括台面(21)、姿态测量装置(26)和两套驱动机构，姿态测量装置(26)实时获取台面(21)的滚动角和俯仰角以及滚动角速度和俯仰角速度并送至控制器(4)，两套驱动机构根据控制器(4)的控制指令对台面(21)进行控制，使得台面(21)相对于当地水平面的滚动角和俯仰角以及滚动角速度和俯仰角速度均为零；框架驱动单元(3)：包括两套框架驱动机构，分别驱动倾斜轴和方位轴，每套框架驱动机构均由步进电机(31)、谐波齿轮减速装置(32)和感应同步器(33)构成，步进电机(31)根据控制器(4)发出的脉冲指令输出步进角度至谐波齿轮减速装置(32)，谐波齿轮减速装置(32)将步进角度输出至载荷，使得载荷的指向与目标指向一致；感应同步器(33)测量载荷在倾斜轴和方位轴的转动角度并送至控制器(4)；控制器(4)：测量主被动一体化隔振器(1)的振动加速度信息，利用测量值得到控制量并输出至主动隔振器；根据姿态测量装置(26)的测量信息获取水平稳定平台(2)的角度控制量并分别送至两套驱动机构；根据感应同步器(33)测量的载荷在倾斜轴和方位轴的转动角度获取步进控制量并送至步进电机(31)。