二轴稳定跟踪平台速率稳定回路控制
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稳定平台关键技术综述0引言从科索沃战争、伊拉克战争到最近的利比亚战争,局部战争成为主要的作战模式。
与以往的区域攻击不同,现代局部战争的主要特点是快速反应、精确打击。
为应对未来局部战争,做到敢打必胜,改进与研制武器装备,提高部队作战能力成为首要任务。
在我军车载陆战装备中,战术导弹、坦克、火炮等武器系统近些年来有了很大发展,射击范围和精度都有了很大提高。
但与外军先进装备相比,行进间射击精度尚有较大差距,甚至大多装配的武器系统还无法实现行进间射击。
行进间射击作为提高部队作战效率,增强武器装备自我防护能力的重要指标,已成为未来陆战装备的主要发展方向,同时这也使得对武器系统的改进与研制迫在眉睫。
瞄准线稳定技术是实现行进间射击、提高行进间射击精度的主要环节。
它采用稳定平台对车体的航向、纵摇和横滚运动进行有效的隔离,使瞄准线在惯性坐标系下保持稳定。
为提高陆战装备快速反应与精确打击能力,急需提高稳定瞄准的快速性、精确性、自适应性,因此本课题的研究具有重要意义。
1稳定平台国内外研究现状在光电稳定平台中,陀螺稳定平台迄今得到了广泛的应用,它是采用一个环架系统作为光电传感器的光学平台,在平台上放置陀螺来测量平台的运动,陀螺敏感姿态角的变化经过放大以后驱动环架的力矩电机,通过力矩电机驱动平台使光电传感器保持稳定。
在国外起初应用于手持式望远镜和瞄准具中,并在八十年代装备部队,现已广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载、天基等各种观测、摄像系统中。
1996年,美国的航空红外制造商前视红外系统公司以电子新闻采集市场为目标推出了一种双传感器系统,它包括一个用于低照度的高分辨率红外摄像机和用于白天的标准广播摄像机,这两台摄像机一起被安装在一个紧凑的三轴陀螺稳定的万向架中,能够提供50rad μ的图像稳定精度,意大利的Caselle-Torinese 公司生产的11072Caselle-Torinese 光轴稳定平台的旋转范围可以做到高低方位均为︒︒360~0,最大旋转速度为︒60/s ,稳定精度为0.4mrad 。
二轴稳定平台稳定精度分析马文韬【摘要】稳定平台是一种安装在载体上,能够隔离载体安装面的位置变化,提供一个水平安装面的设备.主要对某二轴稳定平台的稳定精度进行了分析,得到了稳定精度与干扰力矩大小有关的结论,干扰力矩增大,稳定精度下降.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P10-12)【关键词】稳定平台;稳定精度;干扰力矩【作者】马文韬【作者单位】中国电子科技集团公司第二十八研究所,江苏南京 210014【正文语种】中文【中图分类】TN124由于部队机动作战的需要,越来越多的光电侦察设备集成在车载升降桅杆的顶部,当桅杆举升工作时,环境中各种因素的影响将导致红外侦察设备的视线造成扰动,此时获取的外部环境信息具有不连续性,应经过复杂的姿态矩阵变换后才能对其进行处理与识别。
为了消除上述影响,通常在升降桅杆与传感器之间安装可有效隔离载体运动的稳定平台,来实现视线稳定,使传感器视线在大地坐标系中保持稳定,从而实现车载传感器系统对目标的可靠、高精度跟踪与测量。
本文主要分析并研究某车载红外设备两轴稳定平台稳定精度。
稳定平台的工作原理是通过姿态测量得出当前实时姿态信息,通过驱动伺服电动机的转动,调节上平台面达到稳定姿态。
当光学系统随车体发生抖动时,要测量出抖动量,然后对该抖动量进行补偿。
本文选用两轴稳定平台来实现视轴的稳定。
两轴稳定平台以隔离原理为理论基础,选用现代控制元件为执行元件,最终实现视轴在惯性空间的稳定。
两轴稳定平台由方位环和俯仰环构成,以实现在方位与俯仰方向的稳定。
方位环和俯仰环稳定回路均采用陀螺仪作为惯性敏感元件,敏感载体运动在方位上产生角误差,该角误差信号以相应极性和线性比例的电压信号形式输出,经过预处理的电压信号通过控制器在直流力矩电动机轴上产生反作用稳定力矩,从而实现对视轴扰动的抑制,保持视轴在惯性空间的相对稳定[1]。
在具体工艺过程中,还可以通过对比上述研究积累的X射线照片,根据X射线照相的空洞分布特征,快速判断产生空洞的原因,为工艺参数调整提供捷径。
光电稳定跟踪平台跟踪控制回路性能测试系统李红光;姜旭;石波;寿少俊;韩伟;胥青青【摘要】针对光电稳定跟踪平台跟踪性能测试困难的问题,依据光电产品跟踪系统的特点,设计一套光电平台跟踪控制回路性能测试系统.该系统中将运动物体放置在平行光管或者凹面反射镜的焦面处,通过控制物体的运动规律模拟无穷远处运动目标,实现在实验室内对跟踪角速度、跟踪角加速度等指标的测试.实验表明该系统结构简单,测试准确、方便,测试效率高.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2014(040)001【总页数】4页(P133-136)【关键词】性能测试;自动跟踪伺服回路;光电稳定跟踪平台【作者】李红光;姜旭;石波;寿少俊;韩伟;胥青青【作者单位】西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】O212.6;TP872;TP752.2;TP273随着科技的发展,现代战争要求武器系统具有打击高机动目标的能力,作为武器子系统的光电系统需要瞄准跟踪这类目标。
而人工控制光电系统瞄准高机动目标相对比较困难,尤其是空中目标,主要依靠自动跟踪捕获、跟踪和瞄准。
因此,跟踪控制回路的性能必须进行各种指标的测试。
目前,测试跟踪系统主要有两种方法[1-2]:(1)利用频谱仪测试控制回路带宽或者输入阶跃信号分析输出信号,这些方式都是从控制学的角度测试控制回路的性能;(2)在外场试验中跟踪远处实际的运动目标进行测试,但是该方法需要大量的人力、物力。
因此,需设计一种实验室内测试跟踪角加速度、平稳跟踪速度等指标的测试系统。
本文设计一种实验室内测试跟踪控制回路性能指标的测试系统,该系统利用平行光管或者凹面镜模拟无穷远处,在平行光管后端或者凹面镜前面利用旋转或者移动的靶板模拟远处的运动目标[1,3],通过控制旋转或者运动靶板的运动特征,测试出光电稳定跟踪平台跟踪回路的跟踪角加速度、平稳跟踪速度等指标。
舰载稳定跟踪平台的设计与控制陈立坡【摘要】本文创新性地设计了一种新型的舰载稳定跟踪平台.稳定跟踪平台采用串联双轴机构实现方位与俯仰的跟踪,采用三自由度并联机构实现纵横摇的稳定功能.本文对舰载稳定跟踪平台进行了详细的结构设计,并基于RTX实时操作系统设计了平台的稳定与跟踪控制系统.基于真实样机测量了平台的动态跟踪精度、稳定频率与动态稳定精度.实验结果证实了本文设计的稳定跟踪平台系统良好的稳定跟踪性能.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2018(047)004【总页数】5页(P85-89)【关键词】舰载;稳定跟踪平台;结构设计;控制系统【作者】陈立坡【作者单位】92785部队河北秦皇岛066200【正文语种】中文【中图分类】TN95;TP271+.20 引言舰船在航行过程中,由于海浪不规则运动的影响,会有某一频率和幅值的运动[1],这种不规则运动会造成舰船上武器装备性能指标的下降,有时甚至丧失作战效能。
稳定跟踪平台[2-3]由于能够克服舰船的波动,通过高精度的传感器实时测量舰船的摇摆信息,能够精准的保证动态基准的精度,因此,在现代舰船武器系统中得到广泛的应用。
本文通过创新性的选用串并联机构的方式实现了稳定与跟踪功能。
稳定跟踪平台[4-5]主要由并联自稳转台、串联双轴跟踪转台以及控制系统组成。
串联双轴跟踪转台主要功能是方位轴、俯仰轴自动跟踪,以达到跟踪舰船目标的目的;自稳转台主要实现纵摇横摇两轴稳定的功能,为双轴跟踪转台提供稳定的基座;控制系统主要实现跟踪转台与自稳转台的运动控制,并通过借助传感检测系统与外部通讯系统,实现平台的稳定功能以及目标自动跟踪功能。
1 稳定跟踪平台结构设计舰载稳定跟踪平台由自稳转台、双轴跟踪转台、负载、电视跟踪设备、测控柜和测控系统等六大部分组成,如图1所示。
自稳转台是一个多自由度并联结构平台,用于实现纵、横摇两轴稳定的功能,主要由上平台、电动缸、球铰、下万向铰、约束分支、下平台组成,以双轴跟踪转台、用户负载和电视跟踪设备安装于上平台安装面,安装面的尺寸和安装空间可根据负载的安装要求进行确定。