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气流扰动下光电系统高精度稳像控制方法

张伟明 史泽林 马德鹏

张伟明, 史泽林, 马德鹏. 气流扰动下光电系统高精度稳像控制方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1013008-1013008(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1013008
引用本文: 张伟明, 史泽林, 马德鹏. 气流扰动下光电系统高精度稳像控制方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1013008-1013008(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1013008
Zhang Weiming, Shi Zelin, Ma Depeng. Control method of high accuracy video-stabilization with airstream disturbance for opto-electronic system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1013008-1013008(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1013008
Citation: Zhang Weiming, Shi Zelin, Ma Depeng. Control method of high accuracy video-stabilization with airstream disturbance for opto-electronic system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1013008-1013008(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1013008

气流扰动下光电系统高精度稳像控制方法

doi: 10.3788/IRLA201948.1013008
基金项目: 

中国科学院机器人与智能制造创新研究院自主项目(C2016A03)

详细信息
    作者简介:

    张伟明(1982-),男,副研究员,博士生,主要从事稳像伺服控制方面的研究。Email:zhangweiming@sia.cn

  • 中图分类号: TP273

Control method of high accuracy video-stabilization with airstream disturbance for opto-electronic system

  • 摘要: 气流随机冲击引起的姿态扰动是飞行器光电系统的主要扰动源,在系统自身转轴摩擦和质量不平衡等因素的作用下,严重影响了光电系统视轴稳定性。为了有效抑制扰动力矩的影响,建立了外俯仰、内方位两轴光电系统动力学模型,给出了扰动因素和运动耦合综合作用下的扰动传递关系。根据系统动力学模型,提出了扩展卡尔曼滤波扰动力矩估计方法,并构建扰动力矩前馈控制回路,实现了对扰动力矩的实时补偿,大大提高了光电系统的稳像控制精度。利用飞行模拟转台对某两轴光电系统进行了半实物仿真实验,结果表明:在幅值为1、频率为2 Hz的载体扰动条件下,采用前馈补偿方法系统俯仰和方位框架的视轴稳定精度均方根值分别达到0.026 4 mrad和0.029 0 mrad,相比扰动观测器控制方法分别提高了64.1%和69.6%。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-05
  • 修回日期:  2019-06-15
  • 刊出日期:  2019-10-25

气流扰动下光电系统高精度稳像控制方法

doi: 10.3788/IRLA201948.1013008
    作者简介:

    张伟明(1982-),男,副研究员,博士生,主要从事稳像伺服控制方面的研究。Email:zhangweiming@sia.cn

基金项目:

中国科学院机器人与智能制造创新研究院自主项目(C2016A03)

  • 中图分类号: TP273

摘要: 气流随机冲击引起的姿态扰动是飞行器光电系统的主要扰动源,在系统自身转轴摩擦和质量不平衡等因素的作用下,严重影响了光电系统视轴稳定性。为了有效抑制扰动力矩的影响,建立了外俯仰、内方位两轴光电系统动力学模型,给出了扰动因素和运动耦合综合作用下的扰动传递关系。根据系统动力学模型,提出了扩展卡尔曼滤波扰动力矩估计方法,并构建扰动力矩前馈控制回路,实现了对扰动力矩的实时补偿,大大提高了光电系统的稳像控制精度。利用飞行模拟转台对某两轴光电系统进行了半实物仿真实验,结果表明:在幅值为1、频率为2 Hz的载体扰动条件下,采用前馈补偿方法系统俯仰和方位框架的视轴稳定精度均方根值分别达到0.026 4 mrad和0.029 0 mrad,相比扰动观测器控制方法分别提高了64.1%和69.6%。

English Abstract

参考文献 (17)

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