光电经纬仪的快速捕获与稳定跟踪控制系统
发布时间：2020-09-14 13:17
本课题研制的光电测量系统是集红外、测量电视和捕获电视于一体的全程自动跟踪、数字图像与各类测量信息实时记录的一套新型光电测量系统。它是不同类型、不同功能的多探测器综合应用的代表;也是新一代光电测量系统的发展方向。 研制一套高精度、高动态、高灵敏度与高稳定性的快速捕获与稳定跟踪控制系统,是该光电测量系统研制成功的基本保证。复合控制技术、共轴跟踪技术是系统的关键。 经过科学的分析、论证, 通过广泛而充分的室内室外试验。有限记忆滤波、3秒记忆跟踪算法、卡尔曼滤波算法在系统中成功实现,使系统的跟踪速度、跟踪精度满足了指标要求,综合性能也得到了明显提高。 应用复合控制、共轴跟踪技术和卡尔曼滤波算法的系统工作稳定、可靠,在大加速度、大速度跟踪情况下,跟踪精度高。进一步证明了采用新技术的快速捕获跟踪控制系统是成功的。系统中采用的控制技术除了在光测设备中应用外,还可用于其他跟踪控制设备,具有很高的实用价值。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：P111.32
【部分图文】：
和M 分别是 与 M(t)的复数表示式。在实际应用中，可以在速度环内采用比例加积分校正来克服齿槽效应影针对齿槽效应引起的正弦扰动，应用内模原理设计一个鲁棒调节器。用观测器对齿槽效应引起的扰动力矩进行估值，再利用不变性原理设偿装置，构成一种带观测器的复合控制系统来补偿齿槽效应的影响。.4 力矩干扰误差力矩干扰误差主要由摩擦力矩产生。干摩擦是影响控制系统性能的不它一方面造成系统静态误差，另一方面在系统低速运行时引起跳动。的干摩擦可以近似表示成执行轴运动角速度的非线形函数，如图 3-3 所，M 表示执行轴上的干摩擦；M1表示静摩擦；M2表示动摩擦； 0表旋转角速度。设控制系统的参考输入θi是斜率为 i的斜坡函数。它随着时间 t 的增长关系增长。由于存在干摩擦，系统输出轴的角位置θ0和角速度 0不能踪θi和 i。图 3-4 为θi、θ0、 i、 0在系统运动过程中随时间变化的[2]。
第五章 光电经纬仪的快速捕获与稳定跟踪控制系统设计动切换，要求切换平衡不丢失目标，切换成功率大于 95%。5.4 捕获跟踪控制系统基本结构两控制系统结构基本相同（高低系统多一套-5°和+185°的电限位和-7°和+190°机械限位系统，方位在自动跟踪时多一级正割补偿），每套控制系统均由校正放大器、功率放大器、电源、单人操作杆、力矩电机组成。校正放大器中将数字化控制的程序模块嵌入微机系统实时控制软件中，采样频率为 50Hz，利用计算机强大的数据处理能力，对控制信号进行有效的滤波处理，并加入有效的智能控制算法，保证能快速、平稳地捕获跟踪测量目标；速度环路采用测速机测速；功率放大器采用脉冲调宽-PWM 功率放大器驱动。结构框图如图 5-2 捕获跟踪控制系统结构图所示。
图 5-3：探测器视轴与机械轴转角关系运动到 D 点，探测器视轴测出方位脱靶量 x 时仪器方位机械轴从 A 点运动到 B 点，转过的角ACosERCosExRx= = 1低轴的转角。即当机械轴旋转角度 A 时，探测示方位系统的增益将随高低角 E 的余弦发生变统中就会形成一个变增益环节，从而影响控制踪模式下，方位控制系统中应在其回路补偿中硬件方法均可实现。软件方法是在控制算法中计算；硬件方法是在高低机械轴上安装一个余控制系统主回路使系统增益恒定。该光电经纬的捕获跟踪控制系统是有开环、闭环、正反馈
本文编号：2818215
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：P111.32
【部分图文】：
和M 分别是 与 M(t)的复数表示式。在实际应用中，可以在速度环内采用比例加积分校正来克服齿槽效应影针对齿槽效应引起的正弦扰动，应用内模原理设计一个鲁棒调节器。用观测器对齿槽效应引起的扰动力矩进行估值，再利用不变性原理设偿装置，构成一种带观测器的复合控制系统来补偿齿槽效应的影响。.4 力矩干扰误差力矩干扰误差主要由摩擦力矩产生。干摩擦是影响控制系统性能的不它一方面造成系统静态误差，另一方面在系统低速运行时引起跳动。的干摩擦可以近似表示成执行轴运动角速度的非线形函数，如图 3-3 所，M 表示执行轴上的干摩擦；M1表示静摩擦；M2表示动摩擦； 0表旋转角速度。设控制系统的参考输入θi是斜率为 i的斜坡函数。它随着时间 t 的增长关系增长。由于存在干摩擦，系统输出轴的角位置θ0和角速度 0不能踪θi和 i。图 3-4 为θi、θ0、 i、 0在系统运动过程中随时间变化的[2]。
第五章 光电经纬仪的快速捕获与稳定跟踪控制系统设计动切换，要求切换平衡不丢失目标，切换成功率大于 95%。5.4 捕获跟踪控制系统基本结构两控制系统结构基本相同（高低系统多一套-5°和+185°的电限位和-7°和+190°机械限位系统，方位在自动跟踪时多一级正割补偿），每套控制系统均由校正放大器、功率放大器、电源、单人操作杆、力矩电机组成。校正放大器中将数字化控制的程序模块嵌入微机系统实时控制软件中，采样频率为 50Hz，利用计算机强大的数据处理能力，对控制信号进行有效的滤波处理，并加入有效的智能控制算法，保证能快速、平稳地捕获跟踪测量目标；速度环路采用测速机测速；功率放大器采用脉冲调宽-PWM 功率放大器驱动。结构框图如图 5-2 捕获跟踪控制系统结构图所示。
图 5-3：探测器视轴与机械轴转角关系运动到 D 点，探测器视轴测出方位脱靶量 x 时仪器方位机械轴从 A 点运动到 B 点，转过的角ACosERCosExRx= = 1低轴的转角。即当机械轴旋转角度 A 时，探测示方位系统的增益将随高低角 E 的余弦发生变统中就会形成一个变增益环节，从而影响控制踪模式下，方位控制系统中应在其回路补偿中硬件方法均可实现。软件方法是在控制算法中计算；硬件方法是在高低机械轴上安装一个余控制系统主回路使系统增益恒定。该光电经纬的捕获跟踪控制系统是有开环、闭环、正反馈
【引证文献】
相关博士学位论文 前1条
1 官伯林;三轴光电跟踪系统跟踪策略和控制研究[D];西安电子科技大学;2012年
相关硕士学位论文 前9条
1 尹立鹏;光电跟踪数字化加速度传感系统的研究[D];长春工业大学;2010年
2 蒋连凤;光栅数字信号采集技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年
3 李亚杰;光电池云台伺服系统设计[D];长春工业大学;2011年
4 涂再买;车载自动跟瞄装置的粗精复合控制技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
5 巩蕤梓;空间二维光电测控系统控制技术研究[D];西北工业大学;2007年
6 徐遵磊;某光电跟踪控制系统中DSP与CAN总线技术的应用[D];西安电子科技大学;2008年
7 亓继;车载光电跟瞄系统控制技术的研究[D];西安电子科技大学;2010年
8 代根学;基于DSP与FPGA的光电经纬仪伺服控制器设计[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2010年
9 曾志;基于compactRIO车载跟瞄装置控制系统实现[D];西安电子科技大学;2013年
本文编号：2818215
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