發(fā)布時間：2025-03-19 02:51

　　 為了實現(xiàn)針對空間目標(biāo)的搜索和目標(biāo)跟蹤,文章設(shè)計了一種高跟蹤精度,高跟蹤穩(wěn)定度的空間二維指向光電跟蹤平臺,提出采用動量補償系統(tǒng)解決平臺運轉(zhuǎn)對整星的影響問題,采用高精度速率陀螺解決整星控制精度不足的問題。在目標(biāo)搜索階段以光電碼盤作為位置回路的角度反饋,內(nèi)環(huán)是由速率陀螺組成的穩(wěn)定回路。當(dāng)通過成像系統(tǒng)捕獲目標(biāo)后,切換到目標(biāo)跟蹤回路工作,此時圖像處理系統(tǒng)產(chǎn)生脫靶量信息作為位置回路的角度反饋。搭建控制系統(tǒng)方案,對系統(tǒng)跟蹤性能進(jìn)行仿真驗證,滿足跟蹤精度優(yōu)于0.014°,跟蹤穩(wěn)定度優(yōu)于0.006(°)/s(角速度≤1(°)/s)的指標(biāo)要求。

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖1 光電跟蹤平臺主體結(jié)構(gòu)

平臺的精度指標(biāo)非常之高，負(fù)載又大，需要選用極高精度的測角元件，以及高精度、大輸出力矩的電機。(2）角動量干擾分析

圖4 光電平臺控制系統(tǒng)框圖

為實現(xiàn)光電跟蹤平臺高精度控制，設(shè)計采用一個FPGA(Field-ProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列）和兩個DSP(DigitalSignalProcessing，數(shù)字信號處理器）的多處理器的高精度控制伺服電路，由控制器電路和功率驅(qū)動電路兩部分構(gòu)成....

圖5 動量補償回路的實現(xiàn)原理

動量補償回路根據(jù)光電碼盤計算出轉(zhuǎn)動的絕對角速度，然后對動量輪進(jìn)行控制。通過動量輪的轉(zhuǎn)動來補償轉(zhuǎn)臺在跟瞄過程中的角動量，保證轉(zhuǎn)臺補償后的殘余角動量在合理的范圍內(nèi)。補償回路的實現(xiàn)原理如下圖5所示。利用動量輪進(jìn)行轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動慣量對應(yīng)比例的反向轉(zhuǎn)動，可以補償轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動中轉(zhuǎn)動速度、轉(zhuǎn)動加速....

圖6 穩(wěn)定回路框圖

方位和俯仰兩個方向分別利用相應(yīng)空間方向的速率陀螺作為反饋，來抑制衛(wèi)星平臺對指向跟蹤轉(zhuǎn)臺的干擾。穩(wěn)定回路框圖，如圖6所示。圖中，為目標(biāo)角位置；為平臺顫振引起的角速率變化；為視軸相對平臺的角速率。根據(jù)總體指標(biāo)，即系統(tǒng)帶寬≥40Hz，隔離度≤0.5%，超調(diào)量≤20%，選擇速率陀螺的指標(biāo)....

本文編號：4036579