留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于PQ法的惯性/光机复合指向控制方法

鄢南兴 林喆 谭爽

鄢南兴, 林喆, 谭爽. 基于PQ法的惯性/光机复合指向控制方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 331001-0331001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0331001
引用本文: 鄢南兴, 林喆, 谭爽. 基于PQ法的惯性/光机复合指向控制方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 331001-0331001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0331001
Yan Nanxing, Lin Zhe, Tan Shuang. Inertial/optomechanical combined pointing control technique based on PQ method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 331001-0331001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0331001
Citation: Yan Nanxing, Lin Zhe, Tan Shuang. Inertial/optomechanical combined pointing control technique based on PQ method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 331001-0331001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0331001

基于PQ法的惯性/光机复合指向控制方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0331001
详细信息
    作者简介:

    鄢南兴(1988-),男,硕士生,主要从事精密仪器控制工程方面的研究。Email:yandouhk@163.com;林喆(1977-),男,高级工程师,硕士生导师,博士,主要从事精密仪器控制方面的研究。Email:zhe_lin_hit@yahoo.com.cn

    鄢南兴(1988-),男,硕士生,主要从事精密仪器控制工程方面的研究。Email:yandouhk@163.com;林喆(1977-),男,高级工程师,硕士生导师,博士,主要从事精密仪器控制方面的研究。Email:zhe_lin_hit@yahoo.com.cn

  • 中图分类号: TP273

Inertial/optomechanical combined pointing control technique based on PQ method

  • 摘要: 为了进一步提升机动平台的遥感侦查能力,在惯性稳定平台的基础上,结合光电探测信息通路中的快速反射镜,构成惯性/光机复合指向系统,借助快返镜的快速运动补偿惯性稳定回路的伺服误差,可有效提高探测光轴的稳定精度与指向跟踪的机动性能。将惯性稳定回路与快反镜控制回路转化为平行的双入单出系统,针对两者作用频带与作动范围的差异,提出一种惯性/光机复合指向控制方法,解决系统中惯性稳定机架指向与快反镜指向叠加的稳定性匹配和频带分解问题,从而提升光轴的稳定精度和机动性能。仿真结果表明:加入了快反镜的惯性稳定平台的误差有显著减小,其跟踪误差量从0.018减小到0.005以内,验证了控制器设计的有效性。
  • [1] Masten M K. Inertially stabilized platforms for optical imaginig systems[J]. IEEE Control System Magazine, 2008, 28(1):47-64.
    [2] Hikert J M. Inertially stabilized platform technology concepts and principles[J]. IEEE Control System Magazine, 2008, 28(1):26-46.
    [3] Ma Jiaguang, Tang Tao. Review of compound axis servo mechanism tracking control technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(1):218-227. (in Chinese)马佳光, 唐涛. 复合轴精密跟踪技术的应用与发展[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(1):218-227.
    [4] He Lin, He Haiyan, Fu Zhihong, et al. Image-based high-precision and real-time optical image stabilization system[J]. Spacecraft Recovery Remote Sensing, 2012, 2012, 33(6):61-66. (in Chinese)何林, 何海燕, 付智红, 等. 基于图像的高进度实时光学稳像控制系统[J]. 航天返回与遥感, 2012, 33(6):61-66.
    [5] Thanmas W. Digital laser raning and tracking using a compound axis servomechanism[J]. Applied Optics, 1966, 5(4):497-505.
    [6] Li Wenjun. Study on control strategy of o-e tracking systems with compound axis[D]. Beijing:University of Chinese Academy of Sciences, 2006. (in Chinese)李文军. 复合轴光电跟踪系统控制策略研究[D]. 北京:中国科学院大学, 2006.
    [7] Wang Weibing, Wang Tingfeng, Guo Jin. Analysis for opto-electrical acquisition tracking and pointing control technology on satellite[J]. Chinses Journal of Optics, 2014, 7(6):879-888. (in Chinese)王卫兵, 王挺峰, 郭劲. 星载光电捕获跟踪瞄准控制技术分析[J]. 中国光学, 2014, 7(6):879-888.
    [8] Yang Weifan, Xu Shuyan, Cao Xiaotao, et al. Design of scanning control system for space optical remote sensor[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(2):397-405. (in Chinese)杨维帆, 徐抒岩, 曹小涛, 等. 空间光学遥感器扫描控制系统设计[J]. 光学精密工程, 2014, 22(2):397-405.
    [9] Huang X H, Horowitz R, Li Y F. A comparative study of MEMS microactuators for use in a dual-stage servo with an instrumented suspension[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2006, 11(5):524-532.
    [10] Huang X H, Horowitz R. Robust controller design of a dual-stage disk drive servo system with an instrumented suspension[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2005, 41(8):2406-2413.
    [11] Bao Wenliang. Inertial stabilization control of airborne electro-optical platforms[D]. Harbin:Harbin Institute of Technology, 2011. (in Chinese)鲍文亮. 航空光电平台的惯性稳定技术研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2011.
    [12] Maciejowski J M. Multivariable Feedback Design[M]. MA:Addison-Wesley, 1989.
    [13] Chatzilias P, Kamarianakis Z, Golemati S, et al. Robotic control in hand-assisted laparoscopic nephrectomy in humans-a pilot study[C]//Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE EMBS, 2004:2742-2745.
    [14] Sang H, Wang S, Li J, et al. Control design and implementation of a novel master-slave surgery robot system, Micro Hand A[J]. The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, 2011, 7(3):334-347.
    [15] Deng Yongting, Li Hongwen, Wang Jianli, et al. Design of telescope servo system based on DSP and FPGA[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(3):908-914. (in Chinese)邓永停, 李洪文, 王建立, 等. 基于DSP和FPGA的望远镜伺服控制系统设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(3):908-914.
    [16] Schroeek J Steven, Messner C William. On compensator design for linear time-invariant dual-input single-output system[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2001, 6(1):50-57.
  • [1] 张玮钒, 颜昌翔, 高志良, 王思宇, 申箫, 袁静, 董有志.  二自由度快速控制反射镜系统固有频率优化设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200450-1-20200450-12. doi: 10.3788/IRLA20200450
    [2] 赵磊, 柳秋兴, 胡博, 王虎, 梁亮, 卢恒.  单轴半蝶形柔性铰链在快速反射镜中的设计与应用 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210118-1-20210118-10. doi: 10.3788/IRLA20210118
    [3] 方连伟, 史守峡, 蒋志勇.  柔性支撑快速反射镜伺服机构的参数辨识 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200303-1-20200303-11. doi: 10.3788/IRLA20200303
    [4] 吴松航, 董吉洪, 徐抒岩, 于夫男, 许博谦.  快速反射镜椭圆弧柔性铰链多目标优化设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200286-1-20200286-9. doi: 10.3788/IRLA20200286
    [5] 艾志伟, 嵇建波, 王鹏举, 李静, 周皓阳.  两轴柔性支承快速反射镜结构控制一体化设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190479-1-20190479-8. doi: 10.3788/IRLA20190479
    [6] 汪奎, 辛宏伟, 曹乃亮, 石震.  空间相机快速反射镜的两轴柔性支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1214005-1214005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1214005
    [7] 赵磊, 纪明, 王佳, 赵振海, 王虎.  万向柔性铰链连接快速反射镜的设计与仿真 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 218002-0218002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0218002
    [8] 汪奎, 辛宏伟, 徐宏, 任天赐.  空间相机快速反射镜的结构轻量化设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 418001-0418001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0418001
    [9] 李明, 张晓光, 李璞.  惯性稳定平台固有特性参数辨识 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 89-96. doi: 10.3788/IRLA201948.S117004
    [10] 张泉, 尹达一, 魏传新.  大口径压电快摆镜机构迟滞非线性补偿与控制 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 218004-0218004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0218004
    [11] 王凯迪, 苏秀琴, 李哲, 吴少博.  像移补偿快速反射镜时频特性优化控制 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 112-118. doi: 10.3788/IRLA201847.S120003
    [12] 吕世良, 刘金国, 周怀得, 梅贵.  星载红外探测器快速反射镜控制系统设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 904005-0904005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0904005
    [13] 李红光, 纪明, 寿少俊, 彭富伦, 李磊.  上反射镜式光电系统复合轴稳定机理 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 731001-0731002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0731001
    [14] 方楚, 郭劲, 徐新行, 姜振华, 王挺峰.  适用于FSM系统的菱形微位移放大机构设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018004-1018004(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1018004
    [15] 刘小强, 任高辉, 邢军智, 寿少峻, 张惠菁.  交互式多模型算法在光电跟踪控制系统中应用的仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 917003-0917003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0917003
    [16] 方楚, 郭劲, 徐新行, 王挺峰.  压电陶瓷驱动FSM三自由度柔性支撑设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2987-2994.
    [17] 马大中, 翟小军, 孙秋野.  基于复合式PSO的光伏最大功率点跟踪控制 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3801-3806.
    [18] 胥青青, 刘伟, 纪明, 杨光, 尹明东, 李红光.  远程红外探测系统瞄准线高精度稳定技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3646-3650.
    [19] 彭树萍, 于洪君, 王伟国, 刘廷霞, 周子云.  新型快速反射镜伺服系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1610-1615.
    [20] 马佳光, 唐涛.  复合轴精密跟踪技术的应用与发展 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 218-227.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  344
  • HTML全文浏览量:  33
  • PDF下载量:  166
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-11
  • 修回日期:  2015-08-13
  • 刊出日期:  2016-03-25

基于PQ法的惯性/光机复合指向控制方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0331001
    作者简介:

    鄢南兴(1988-),男,硕士生,主要从事精密仪器控制工程方面的研究。Email:yandouhk@163.com;林喆(1977-),男,高级工程师,硕士生导师,博士,主要从事精密仪器控制方面的研究。Email:zhe_lin_hit@yahoo.com.cn

    鄢南兴(1988-),男,硕士生,主要从事精密仪器控制工程方面的研究。Email:yandouhk@163.com;林喆(1977-),男,高级工程师,硕士生导师,博士,主要从事精密仪器控制方面的研究。Email:zhe_lin_hit@yahoo.com.cn

  • 中图分类号: TP273

摘要: 为了进一步提升机动平台的遥感侦查能力,在惯性稳定平台的基础上,结合光电探测信息通路中的快速反射镜,构成惯性/光机复合指向系统,借助快返镜的快速运动补偿惯性稳定回路的伺服误差,可有效提高探测光轴的稳定精度与指向跟踪的机动性能。将惯性稳定回路与快反镜控制回路转化为平行的双入单出系统,针对两者作用频带与作动范围的差异,提出一种惯性/光机复合指向控制方法,解决系统中惯性稳定机架指向与快反镜指向叠加的稳定性匹配和频带分解问题,从而提升光轴的稳定精度和机动性能。仿真结果表明:加入了快反镜的惯性稳定平台的误差有显著减小,其跟踪误差量从0.018减小到0.005以内,验证了控制器设计的有效性。

English Abstract

参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回