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半捷联导引头机电平台观测器的角速率估计

张跃,  储海荣

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张跃, 储海荣. 半捷联导引头机电平台观测器的角速率估计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3794-3800.
引用本文: 张跃, 储海荣. 半捷联导引头机电平台观测器的角速率估计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3794-3800.
shu
Zhang Yue, Chu Hairong. Line of sight angular rate estimation of semi-strapdown seeker electromechanical platform observer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3794-3800.
Citation: Zhang Yue, Chu Hairong. Line of sight angular rate estimation of semi-strapdown seeker electromechanical platform observer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3794-3800.
shu

半捷联导引头机电平台观测器的角速率估计

  • 1.

    中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033

基金项目: 

中国科学院知识创新工程国防科技创新重要项目(YYYJ-1122);中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新 工程资助项目

详细信息
    作者简介:

    张跃(1958-),男,研究员,硕士生导师,硕士,主要从事飞行器总体技术,导航、制导与控制等方面的研究。Email:zhangyue@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: TJ765.3

Line of sight angular rate estimation of semi-strapdown seeker electromechanical platform observer

  • 1.

    Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China

  • 摘要: 为准确获取半捷联图像导引头视线角速率,构建了Kalman观测器对电机平台进行框架角速率估计。首先,根据半捷联导引头稳定跟踪原理,建立了以Kalman观测器为状态反馈的数学模型;其次,根据编码器误差特性,应用最优估计理论计算分析了估计精度与观测器参数之间的关系;再次,在保证稳定平台带宽的前提下,设计了两种不同采样率下的Kalman观测器;最后,进行了数字仿真实验验证。结果表明:在2 000 Hz采样率下,估计算法角速率精度为0.098 9 ()/s,优于200 Hz采样率下的0.301 3 ()/s;两种采样率下导引头带宽均为59.6 rad/s,平台隔离度为1.5%。提高导引头稳定系统采样率并与相应控制参数匹配,能有效提高平台角速率估计精度。
    Abstract: In order to estimate the semi-strapdown seeker line of sight(LOS) angular rate accurately, the Kalman observer using for estimating frame angular rate was researched. Firstly, according to the principle of semi-strapdown seeker tracking, mathematical model of Kalman observer for the state feedback was established. Secondly, based on the characteristics of the encoder error, the optimal estimation theory was used to calculate and analyze the relationship among the estimation precision and the observer parameters. Furthermore, under the premise that guarantees the bandwidth of stabilized platform, the Kalman observers under two different sampling rates were designed. Finally, the digital simulation experiment was done, and the result shows that angular rate estimation precision is 0.098 9 ()/s with 2 000 Hz sampling rate, better than 0.301 3 ()/s which sampling rate is 200 Hz. Seeker bandwidth which under two kinds of sample rates is 59.6 rad/s, and the seeker disturbance rejection rate is 1.5%. Improve the seeker stabilization system sampling rate and matching with the corresponding control parameters, can effectively improve the reporting rate estimation precision.
  • [1]
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-22
  • 修回日期:  2015-05-24
  • 刊出日期:  2015-12-25

半捷联导引头机电平台观测器的角速率估计

  • 1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
    • 作者简介:

    张跃(1958-),男,研究员,硕士生导师,硕士,主要从事飞行器总体技术,导航、制导与控制等方面的研究。Email:zhangyue@ciomp.ac.cn

  • 收稿日期: 2015-04-22
  • 修回日期: 2015-05-24
  • 刊出日期: 2015-12-25
基金项目:

中国科学院知识创新工程国防科技创新重要项目(YYYJ-1122);中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新 工程资助项目

  • 中图分类号: TJ765.3

摘要: 为准确获取半捷联图像导引头视线角速率,构建了Kalman观测器对电机平台进行框架角速率估计。首先,根据半捷联导引头稳定跟踪原理,建立了以Kalman观测器为状态反馈的数学模型;其次,根据编码器误差特性,应用最优估计理论计算分析了估计精度与观测器参数之间的关系;再次,在保证稳定平台带宽的前提下,设计了两种不同采样率下的Kalman观测器;最后,进行了数字仿真实验验证。结果表明:在2 000 Hz采样率下,估计算法角速率精度为0.098 9 ()/s,优于200 Hz采样率下的0.301 3 ()/s;两种采样率下导引头带宽均为59.6 rad/s,平台隔离度为1.5%。提高导引头稳定系统采样率并与相应控制参数匹配,能有效提高平台角速率估计精度。

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