[发明专利]一种三轴稳定平台系统的伺服回路解耦方法

摘要

本发明公开了一种三轴稳定平台系统的伺服回路解耦方法，以正交安装于平台台体的3个陀螺仪输出角速率内框架相对台体的转角等4个变量作为解耦环节的输入信息，通过信息融合后输出3个分别作用到台体轴、内环轴和外环轴的轴端力矩电机。本发明首次给出了在载体相对平台台体任意姿态时，伺服回路由多变量控制到单输入单输出控制的方法，且无奇异值现象，实现了载体采用三轴稳定平台系统后的无约束轨迹运动。

主权项

一种三轴惯性稳定平台系统的伺服回路解耦方法，其特征在于：基于三轴惯性稳定平台系统实现，所述稳定平台系统包括基座、外框架、内框架和台体，对应的本体坐标系分别为基座本体坐标系X1Y1Z1、外框架本体坐标系Xp2Yp2Zp2、内框架本体坐标系Xp1Yp1Zp1和台体本体坐标系XpYpZp；四个坐标系的原点重合，并且：台体本体坐标系的Zp轴与内框架本体坐标系的Zp1轴重合，外框架本体坐标系的Yp2轴与内框架本体坐标系的Yp1轴重合，基座本体坐标系的X1轴与外框架本体坐标系的Xp2轴重合；其中，基座与载体固连，在所述稳定平台系统在载体带动下发生内部相对转动时，基座绕外框架本体坐标系的Xp2轴转动，外框架绕内框架本体坐标系的Yp1轴转动，内框架绕台体本体坐标系的Zp轴转动；所述三轴惯性稳定平台系统伺服回路解耦方法实现步骤如下：(1)、根据台体上安装的陀螺仪输出的角速度，得到台体在Xp轴、Yp轴和Zp轴上的角速度分量(2)、测量得到三轴惯性稳定平台系统内部相对转动的角度和角速度，包括：基座绕外框架本体坐标系的Xp2轴转动的角度βxk，外框架绕内框架本体坐标系的Yp1轴转动的角度βyk，内框架绕台体本体坐标系的Zp轴转动的角度βzk和角速度(3)、计算台体、内框架和外框架的合成转动角速度，具体计算公式如下：其中，ωz为台体Zp轴的合成转动角速度；ωy为内框架Yp1轴的合成转动角速度；ωx为外框架Xp2轴的合成转动角速度。