[发明专利]一种惯性稳定平台受迫振动的阻尼方法

摘要

一种惯性稳定平台受迫振动的阻尼方法，通过向被动减振器中引入由角度传感器、放大器和力矩器组成的主动反馈环节，使减振器与惯性稳定平台间增加了“电”连接，这样，加入的主动反馈环节就以电气的方式增大了减振器被动和主动部分的“综合”转动惯量，当有外部干扰作用于惯性稳定平台时，在控制系统不参与工作的情况下，减振器的被动部分和主动反馈环节同时产生反抗干扰作用的力矩，用以阻尼外部扰动引起的惯性稳定平台的角振动。通过优化减振器的参数，在被动减振器规格较小的情况下，达到提高惯性稳定平台动态特性、拓展系统振动的阻尼带宽、降低系统稳态误差的目的。本发明具有自主、灵活简便的特点，适用于惯性系统和陀螺器件。

主权项

1.一种惯性稳定平台受迫振动的阻尼方法，其特征在于实现步骤如下：(1)减振器惯性质量块即被动减振器安放在惯性稳定平台的稳定轴上，角度传感器放置在被动减振器中，与放大器和力矩器组成主动反馈环节，被动减振器与主动反馈环节构成主动减振器，减振器主、被动部分共同阻尼干扰引起的惯性稳定平台绕稳定轴的受迫角振荡；(2)计算惯性稳定平台的固有频率ω₀，估计干扰频率与惯性稳定平台固有频率ω₀的关系，当干扰作用的频率与惯性稳定平台固有频率ω₀相同或相近时，惯性稳定平台的受迫振动最为明显；(3)确定具有被动减振器的惯性稳定平台的阻尼放大系数χ＝I/A，I为被动减振器的转动惯量，A为惯性稳定平台沿稳定通道的转动惯量；(4)确定主动反馈环节放大系数k，具有主动减振器的惯性稳定平台的阻尼放大系数χ_K与具有被动减振器的惯性稳定平台阻尼放大系数χ的关系为χ_K＝(1+k)·χ；(5)利用最小最大幅频特性值定理计算减振器被动弹性系数C₂和减振频率带的边界频率值ω₁、ω₂，满足ω₁＜ω₀＜ω₂，使得干扰频率落在减振区间内，由减振器主动弹性系数K₂和被动弹性系数C₂的关系可计算出主动弹性系数K₂＝k·C₂，为干扰力矩M_α(p)作用下，具有主动减振器的惯性稳定平台绕稳定轴的转动角度α(p)的反应函数，p表示函数经过拉式变换，p＝j·ω表示将函数转换到频域，j为虚数单位，ω为频率；(6)以步骤(5)所得结果为基础，将传递函数在频率ω₁、ω₂上对频率求导并使导数值为零，分别计算得减振器的被动粘性摩擦系数μ₁、μ₂，对二者求取平均，得到减振器被动粘性摩擦系数μ与主动粘性摩擦系数h的最终值：h＝k·μ，步骤(5)、(6)完成了减振器参数包括主、被动弹性系数K₂、C₂和主、被动粘性摩擦系数h、μ的计算；(7)具有被动减振器的系统减振带宽为：稳态误差为：而具有主动减振器的系统减振带宽增大为稳态误差降低为N为在频域下的幅频特性的极值与稳定值之比，ω₁、ω₂为减振频率带的边界频率值，v₁为惯性稳定平台局部频率；结果比较显示，利用主动式减振方法拓展系统减振带宽，降低了稳态误差。