机载光电陀螺稳定平台的伪微分反馈控制

为了克服外部干扰对机载光电陀螺稳定平台的影响,实现高稳定精度和隔离度,采用基于伪微分反馈的控制技术对系统的控制性能进行了研究。首先,介绍了伪微分反馈控制技术的基本结构,并对其进行了简化。从理论上分析了简化的伪微分反馈控制技术在控制结构和控制性能上较经典PI控制的优势;然后,提出采用试凑法对伪微分反馈控制器进行参数整定的整定策略;最后,以某型号机载光电陀螺稳定平台为研究对象,对伪微分反馈控制器和PI控制器在抗力矩扰动、隔离载机角速率扰动和控制对象模型摄动等方面进行了仿真对比实验。实验结果表明,在相同的闭环带宽情况下,采用简化的伪微分反馈控制器的机载光电陀螺稳定平台的阶跃响应具有更小的超调,更短的上升和调节时间。在陀螺噪声存在的情况下,该控制器能够有效地抑制力矩和载机的姿态扰动对系统性能的影响;并且对被控对象的模型摄动具有较强的鲁棒性。

压电陀螺及其在周视平台稳定系统中的应用

压电陀螺是一种新型的固态惯性速率敏感器,具有体积小、重量轻、启动时间短、动态范围宽、非线性误差小、耐恶劣环境、价格便宜等优良特点,适合应用于现代武器伺服系统。针对车长周视镜惯性稳定回路的特点,采用压电陀螺作为惯性速率敏感器,设计和实现了周视稳定的惯性平台稳定系统。理论仿真与样机试验结果证明,基于压电陀螺的周视平台稳定系统性能优良,具有很高的稳定精度和跟踪性能,为光电跟踪火控系统提供了高性价比的平台环境。

航空光电成像平台角位置陀螺和角速率陀螺的稳定效果分析

研究了角速率陀螺稳定平台在目标跟踪时瞄准线始终围绕视场中心做约2 Hz晃动的现象,理论推导及数值分析认为引起这一现象的原因与光电稳定平台的静态力矩刚度为0、隔离度仅为71.4 dB有关。采用基于角位置陀螺的光电稳定平台,其静态力矩刚度为1 732 Nm,隔离度提高到126 dB,可以有效地消除这种晃动。

基于模糊-PID控制的小型机载摄影稳定平台

由于飞机振动、陀螺漂移、框架耦合等原因,机载摄影稳定平台设计与控制是一个复杂的过程,很难获得精确的控制模型。本小型机载摄影稳定平台采用微机械陀螺、直流伺服电机和减速器的三框架结构设计,改善了现有机载摄影稳定平台存在的结构笨重、适应性差等特点,同时将模糊-PID混合算法应用于平台的稳定控制,当系统误差大的时候采用模糊控制,而当系统误差小时候,采用PID控制,实现了两种控制算法的优势互补,经仿真和实测数据表明,其控制静态和动态性能都明显的好于传统的PID控制,将稳定误差减小了±0.1°左右,得到了较为满意的稳定控制效果。

机载摄影稳定平台的自抗扰控制

针对航空摄影稳定平台中非线性、多干扰的控制问题,采用自抗扰控制方法对三框架稳定平台进行分散独立控制。利用拉格朗日定理建立了考虑外部干扰的三框架结构稳定平台的动力学方程。设计独立的扩张状态观测器对每个环架的未知模型动态与外部扰动进行动态估计和补偿,采取非线性状态反馈控制以提高系统的控制性能。通过仿真和实验证明采用该方法设计的控制器不仅能满足系统稳态精度的要求,而且有效抑制了负载变化和不确定性扰动对系统的影响,提高了系统的稳定性和适应性。

嵌入式机载摄影稳定平台的设计

为消除无人机或直升机飞行振动对航空摄影清晰度的影响,设计了安装摄像机的机载摄影稳定平台。该机载摄影稳定平台采用了嵌入式控制技术﹑多传感器融合技术等。以微处理器AT91RM9200和嵌入式操作系统μC/OS–Ⅱ为核心设计了控制系统;以微机械陀螺﹑加速度计和GPS等传感器组成航姿仪来测量稳定平台的速度与姿态信息。该稳定平台在实验室的摇摆平台上和无人飞机上分别进行了稳定测试,其姿态稳定精度达到0.4°,隔离度达到38dB,从而达到了高清晰度摄影的要求。同时,具有重量轻﹑功耗小﹑灵活度高等特点。

陀螺稳定平台框架伺服系统变结构控制器的设计和仿真

讨论了基于变结构控制的陀螺稳定平台框架伺服系统的设计方案，并进行了详细的仿真研究，指出了它所具有的优点和存在的问题。

线性加速度计在压电陀螺卡尔曼滤波技术中的应用

针对光电稳定平台常用的压电陀螺随机游走噪声大的缺点,提出采用基于线性加速度计的卡尔曼滤波技术对其进行信号滤波。利用卡尔曼滤波理论,建立了压电陀螺角速率状态观测方程,采用线性加速度计测量平台惯性角加速度,由此对陀螺信号进行了滤波。实验结果表明:采用线性加速度计能够在不影响陀螺带宽的前提下将压电陀螺的随机游走噪声水平由原有的0.005(°).s-1/槡Hz降低到0.001 25(°).s-1/槡Hz,提高了光电平台的稳定精度。

机载光电跟踪系统模糊控制的优化设计与仿真

分析了机载光电跟踪系统的构成 ,并对机载光电跟踪系统的最主要组成部分——陀螺稳定平台框架系统设计了基于遗传算法的模糊控制器 ,通过遗传算法来优化模糊控制器的规则、参数以及量化因子和比例因子。并对系统进行了详细的仿真研究 ,仿真结果证明基于

坦克装甲车辆升降式周视稳定观瞄镜的设计与实现

介绍了一种新型的坦克装甲车辆观瞄系统———升降式周视稳定观瞄镜.它采用平台随动稳定技术来同时稳定宽窄两个CCD视场,并基于低成本的压电速率陀螺仪实现了高精度的视频稳像.为了减小体积,结构设计时采用了特殊结构的电路旋转连接器,并能够实时传输视频信号.操纵手柄上升和下降控制键可以电动升降整个周视稳定平台.平台升降控制和独立稳定互不干涉.论述了升降式周视稳定观瞄镜平台稳定回路的设计和实现.样机研制后的功能试验验证和精度测试结果表明,升降式周视稳定观瞄镜系统原理正确,可靠性高,稳定精度可高达0.2密位(1σ),快速反应能力强,为无人作战平台提供了一种性价比高的光电稳像系统实现途径.

机载光电跟踪系统基于遗传算法的模糊控制器优化设计研究

分析了机载光电跟踪系统的构成 ,并对机载光电跟踪系统的最主要组成部分——陀螺稳定平台框架系统设计了基于 GA(遗传算法 )的模糊控制器。由于遗传算法可以搜索整个空间 ,不易陷入局部最优解 ,不受搜索空间的限制性假设的约束 ,因此本文通过遗传算法对模糊控制器的控制规则、参数以及量化因子和比例因子进行了优化。在对模糊控制器设计的过程中 ,为了提高模糊控制的精度并加速遗传算法的收敛速度 ,还采用了变论域的方法。通过对系统详细的仿真研究 ,验证了基于 GA的模糊控制器设计的良好控制效果。

机载光电跟踪系统模糊控制的优化设计与仿真

分析了机载光电跟踪系统的构成 ,并对机载光电跟踪系统的主要组成部分——陀螺稳定平台框架系统设计了基于 GA(遗传算法 )的模糊控制器 ,通过遗传算法来优化模糊控制器的规则、参数以及量化因子和比例因子。并对系统进行了详细的仿真研究 ,仿真结果证明 ,基于GA的模糊控制器设计获得了良好的控制效果。

推扫式相机和机载激光雷达同机航测飞行试验经验探讨

一、引言 随着新型航空传感器应用的逐步成熟和普遍,越来越多的测绘生产任务都开始采用DGPS/GNSS双星系统、高精度的IMU惯导系统,以及更加精密的陀螺稳定平台。

基于神经网络的MBP算法及应用

利用神经网络的自我学习特性,以MBP算法的PID控制器取代常规PID调节器,介绍了MBP的算法推导及其控制器结构,通过仿真后得到两种控制算法的曲线比较,并应用于机载压电陀螺稳定平台中,可明显提高低频段的带宽,改善低速运动时的稳定性。