惯性稳定平台中的加速度反馈控制技术

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惯性稳定平台中的加速度反馈控制技术

唐涛, 张桐, 黄永梅, 付承毓

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唐涛, 张桐, 黄永梅, 付承毓. 惯性稳定平台中的加速度反馈控制技术[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3462-3466.

引用本文:

唐涛, 张桐, 黄永梅, 付承毓. 惯性稳定平台中的加速度反馈控制技术[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3462-3466.

Tang Tao, Zhang Tong, Huang Yongmei, Fu Chengyu. Acceleration feedback control in inertial stabilization system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10): 3462-3466.

Citation:

Tang Tao, Zhang Tong, Huang Yongmei, Fu Chengyu. Acceleration feedback control in inertial stabilization system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10): 3462-3466.

惯性稳定平台中的加速度反馈控制技术

唐涛^1,2,
张桐^1,2,
黄永梅^1,2,
付承毓^1,2

1.
中国科学院光束控制重点实验室,四川成都 610209;
2.
中国科学院光电技术研究所,四川成都 610209

基金项目:

国家863计划

作者简介:
唐涛(1980-),男,副研究员,主要从事光电跟踪控制技术方面的研究。Email:tangtao24@163.com

中图分类号: TP273.5

Acceleration feedback control in inertial stabilization system

1.
The Key Laboratory of Beam Control,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610209,China;
2.
Institute of Optics and Electronics,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610209,China

摘要: 陀螺稳定是惯性稳定中的常见装置,由它仅仅构成一个简单的单速度稳定环。控制带宽是影响陀螺稳定的惯性控制系统的一个重要因素。高的控制带宽很难获取,主要是因为系统的非线性影响,比如机械谐振。将一种基于加速度反馈的多环控制结构引入速度控制系统中,提高稳定性能。采用两只线性加速度计测量角速度信号,而不是利用位置和速度信号计算得到。利用 Lyapunov 函数分析了多级稳定回路稳定,以及对摩擦、扰动抑制能力的效果。多级稳定控制环路的误差抑制能力是陀螺反馈系统的能力以及加速度反馈之积。实验验证了理论分析的正确性:相比经典的陀螺稳定系统,扰动抑制能力有较大的改善。
- 加速度反馈 /
- 稳定平台 /
- 陀螺 /
- 摩擦 /
- 扰动抑制
Abstract: Gyro is popular equipment in the inertial stabilization control system. There is one velocity stabilization control loops with gyro in classic control system, one of the main limitations to inertial stabilization system is control bandwith for gyro-based inertial control system. High control bandwith is too difficult to gain because of nonlinearities, such as mechanical resonances. A new control structure of multi-stablization control loop was introduced where an acceleration feedback loop is added into the velocity control loop. The angular accelearation signal was from two accelerometers, and not was calculated with velocity and position signal. Using Lyapunov theorem, the stability of the multi-stabilization control loops were verified, and the friction of inertial stabilization system could be reduced with acceleration feedback. The torque attenuation with multi-stabilization control loops was equal to accelaration feedback loop's attenuation multiplied by gyro feedback loop's attenuation. The experiments show the multi-stablilization control loops improve the performance of inertial control system.
- acceleration feedback /
- inertial stabilization /
- gyro /
- friction /
- torque attenuation

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惯性稳定平台中的加速度反馈控制技术

1. 中国科学院光束控制重点实验室,四川成都 610209;

2. 中国科学院光电技术研究所,四川成都 610209

作者简介:
唐涛(1980-),男,副研究员,主要从事光电跟踪控制技术方面的研究。Email:tangtao24@163.com

收稿日期: 2014-02-16
修回日期: 2014-03-18
刊出日期: 2014-10-25

基金项目:

国家863计划

中图分类号: TP273.5

关键词:

摘要: 陀螺稳定是惯性稳定中的常见装置,由它仅仅构成一个简单的单速度稳定环。控制带宽是影响陀螺稳定的惯性控制系统的一个重要因素。高的控制带宽很难获取,主要是因为系统的非线性影响,比如机械谐振。将一种基于加速度反馈的多环控制结构引入速度控制系统中,提高稳定性能。采用两只线性加速度计测量角速度信号,而不是利用位置和速度信号计算得到。利用 Lyapunov 函数分析了多级稳定回路稳定,以及对摩擦、扰动抑制能力的效果。多级稳定控制环路的误差抑制能力是陀螺反馈系统的能力以及加速度反馈之积。实验验证了理论分析的正确性:相比经典的陀螺稳定系统,扰动抑制能力有较大的改善。

English Abstract

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