被动式半捷联稳定平台抗高过载结构设计

针对制导炮弹内部半捷联稳定平台在只有轴承承担高过载时,轴承容易被破坏的问题,设计一种基于对顶半球的半捷联稳定平台抗高过载结构。以半捷联稳定平台工作原理和抗高过载设计要求为基础,设计了基于对顶半球的抗高过载结构,选择所用材料,进行有限元仿真分析;最终制造出该结构并进行地面半物理试验验证。仿真与试验结果表明,半捷联稳定平台在受到高过载时,该结构能起到有效的防护作用,大大减小了轴承的轴向受力,保证了轴承的正常运转,可以确保稳定平台的有效测量。惯性测量系统稳定可靠工作时所承受的过载可达11 000g,具有一定的工程应用价值。

非线性跟踪微分器在半捷联稳定平台中的应用

针对半捷联稳定平台中框架角速率的提取问题,首次提出了一种基于非线性跟踪微分器的测速方案,此方案可以避免常规差分测速带来的误差放大问题,并且可以利用预报补偿方法解决非线性跟踪微分器带来的相位延迟问题。数值仿真和实验结果表明,非线性跟踪微分器可以从框架角位置信号中准确地提取角速率信号,实验证明了基于非线性跟踪微分器的半捷联稳定方法与直接稳定方法对低频角扰动的隔离能力相当,并证明了非线性跟踪微分器在半捷联稳定平台中应用的可行性和有效性。

车载捷联式三轴稳定平台动力学建模与分析

为了获得车载捷联式三轴稳定平台的耦合力矩特性,建立了稳定平台系统的运动学与动力学模型.运动学模型分析结果表明,捷联稳定方式与陀螺稳定方式的基本区别在于信息的获取和控制方式,速率陀螺稳定是一种直接硬件补偿方法,而捷联稳定是一种软件补偿方法.动力学模型分析表明,车体与稳定平台系统各框架和各框架间均存在非线性耦合力矩.系统耦合性试验验证了系统模型的有效性,且获得了各框架耦合性大小的边界范围,为进一步研究车载捷联式三轴稳定平台系统性能提供了理论基础.

车载捷联三自由度稳定平台设计与性能试验

根据车载视线稳定平台的结构特点及功能要求,设计了捷联稳定平台系统。结合稳定平台控制系统上、下位机间的通信协议,运用多线程和多媒体定时器技术,采用Visual C++6.0编写了实时采集与发送平台各框位置信息的上位机程序。为验证平台控制系统的实时通信性能,对稳定平台进行了动态性能测试。试验结果表明,平台控制系统的实时通信性能满足使用要求。

基于ESO和FF-2DOF稳定平台位置跟随控制方法研究

捷联式稳定平台的闭环控制是自动垂直钻井系统的关键,其特点是惯性元件和电机定子均与钻铤固联并随之同步旋转,通过控制电机轴直接驱动执行机构中的盘阀以实现偏心轴方位控制。本文针对这一旋转动基座上反捷联位置跟随与扰动抑制的控制要求,将基于扩张状态观测器的扰动补偿思想与二自由度控制思想相结合,提出了一种基于扩张状态观测器的前馈型二自由度控制方法。该方法能够保证系统快速位置跟踪能力的同时,具备良好的扰动抑制能力,仿真与实验结果验证了该方法的有效性。

误差源对半捷联导引头信息提取精度的影响

针对导引头半捷联稳定平台设计过程中存在的各项误差及其影响问题,首先分别基于空间角度关系及四元素法,建立了半捷联平台角速度及框架角控制模型;进而以角速度指令转换、角速度测量及匹配滤波为主要误差源,分析了对稳定平台控制与角速度信息提取精度的影响机理,并进行了仿真计算。研究结果表明,平台框架角速度测量误差受其它误差源的影响较小,位置传感器微分后的测速误差对视线角速度测量误差的影响较大,半捷联导引头的稳定性能主要取决于校正控制回路的设计和匹配滤波器的设计,而匹配滤波器将决定平台稳定的精度及隔离度水平。

模糊-动态高型控制方法在捷联反射镜稳定平台中的应用

针对捷联反射镜稳定平台处于跟踪状态时,机动目标及脱靶量时滞导致跟踪精度降低的问题,结合模糊控制及动态高型技术提出了一种改进的控制算法。传统动态高型控制方法在原有控制系统基础上动态并入积分环节以构成高型系统从而减小跟踪误差,但积分环节的并入和退出时机不易掌握,使得系统动态性能恶化,引入模糊控制理论建立系统跟踪误差及误差微分和积分环节系数之间的关系,使得动态调整积分策略为渐变而非"开关"。经仿真验证,该方法相较于普通PID控制方法跟踪精度提高了1个数量级,对工程实践具有指导意义。