【摘 要】
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稳定平台控制系统是机载光电吊舱的重要部分,该系统通过隔离飞机对吊舱光电载荷的扰动,保持载荷视轴相对于惯性空间的稳定,同时满足光电探测器的成像精度要求。本文以实验室
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稳定平台控制系统是机载光电吊舱的重要部分,该系统通过隔离飞机对吊舱光电载荷的扰动,保持载荷视轴相对于惯性空间的稳定,同时满足光电探测器的成像精度要求。本文以实验室研制的航空机载光电吊舱为实验平台,介绍了陀螺稳定平台的系统组成并建立了陀螺稳轴控制系统模型。该稳定平台为两轴闭环伺服系统,方位轴和俯仰轴都是由速度内环和位置外环两环回路构成。位置环采用高精度光电编码器感测姿态信息,速度环采用MEMS陀螺仪完成空间角速度测量,并作为反馈系统构成陀螺稳轴机构。陀螺稳轴系统由于具有非线性、大延迟以及较高精度要求等特点,对控制器的性能要求较严格。本文采用PID算法设计稳轴控制器,保证系统具有较好的控制性能。同时根据普通PID算法的不足并结合吊舱实验效果分析,利用模糊控制原理调整PID参数,使其能够适应实际工作环境变化,同时能够保证系统的稳轴精度,并利用精密转台检测陀螺稳定控制效果。作为速度敏感元件,MEMS陀螺仪的测量精度直接影响到稳定平台的控制精度。对于本实验平台所用的单速率陀螺仪,首先分析并建立陀螺仪输出信号的误差模型。对于温度影响因素,采用大范围连续温度变化实验条件,建立陀螺的零漂温度补偿方程,实验数据分析可知对于改善零漂现象,该方法具有较好的可行性。对于不同温度下的速度标定,采用分段插值补偿方法改善标度非线性误差,拟合效果较好。最后利用时间序列分析法对陀螺随机数据采样建模,并引入卡尔曼滤波处理陀螺随机漂移数,通过Allan方差分析可知,该方法可以有效滤除陀螺仪随机误差。
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