《惯性技术课件7--惯导平台控制分析 (哈工大版,1-16全)解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《惯性技术课件7--惯导平台控制分析 (哈工大版,1-16全)解析（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Inertial Platform Control 惯导平台的控制 1Lecture 8 - Inertial Platform Control Outline q 惯导平台的单轴稳定与跟踪 q 惯导平台的修正回路 舒拉调谐 2Lecture 8 - Inertial Platform Control coordinate converter torque motor 1.0 平台控制: 介绍 平台控制的目的: 在空间中实现稳定及跟踪 简化的分析方法: : 单通道 3Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.1 单轴系统 利用单自由度积分陀螺仪实现的单轴稳
2、定器 初始：陀螺输入轴 / 平台的稳定轴 沿平台稳定轴的干扰力矩会导致平台产生转动，角速度： 4Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.2 单轴稳定 陀螺绕输出轴转过角度 被角度传感器测得，输出 S S 被放大，送到 Y-轴电机 M 产生反馈力矩 Mfb Mfb 持续增加，直到绕着 Y-轴 达到力矩平衡 平台绕 Y-轴停止旋转 最终: 陀螺存在一个小转角，平 台存在一个小转角 y 被陀螺仪敏感 ： 5Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.3 单轴跟踪 给陀螺的力矩器施加电流 It , 产生控制力矩 Mb 电机 M
3、 平台 因此, 对陀螺来说 稳态时 所以 稳定器, 跟踪器和惯性平台 6Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.4 单轴系统组件 系统组件: 平台 电机 陀螺 控制器 陀螺平台 控制器电机 传递函数 平台 陀螺 控制器 - 静态增益 C1 电机 7Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.5 单轴系统方框图 陀螺平台 控制器电机 或更详 细地 陀螺力矩 8Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.5 陀螺力矩及陀螺干扰力矩 陀螺力矩 陀螺力矩 陀螺干扰力矩 9Lecture 8
4、- Inertial Platform Control 陀螺力矩 1.6 平台干扰力矩的影响 设 Mfx = 0 10Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.6 静态刚度 阶跃干扰 MfY 导致 的稳态误差： 平台的静态刚度 减小稳态误差的途径: C1 11Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.6 动态刚度 当 MfY 为正弦函数时：动态刚度（令 S = j） Jp 对平台动态刚度的影响 12Lecture 8 - Inertial Platform Control 陀螺力矩 1.7 陀螺干扰力矩的影响 由陀螺仪
5、的干扰力矩导致的平台静态误差角 13Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.7 陀螺干扰力矩的影响 对阶跃输入 Mfx, 其稳态响应 or 影响: 平台的漂移 (角速度) 14Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.8 陀螺控制力矩的响应 对于阶跃形式的干扰力矩 Mfx, 稳态误差: 用施加在陀螺仪力矩器上的电流 It 所产生的控制力矩 Mb 替代 Mfx, 得 或写成 15Lecture 8 - Inertial Platform Control 陀螺力矩 1.9 系统稳定性分析 化简 忽略陀螺力矩, 并把 电机
6、的传递函数简化 为 C2, 得到 16Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.9 系统稳定性分析 根轨迹 开环传递函数 设 G(S) = C1 跟轨迹 对任何 K 值，系统都 是不稳定的 17Lecture 8 - Inertial Platform Control 1.9 系统稳定性分析- 校正 引入校正环节, 增加零点 1 2 校正后的根轨迹: 条件稳定系统 18Lecture 8 - Inertial Platform Control Outline q 惯导平台的单轴稳定与跟踪 q 惯导平台的修正回路 舒拉调谐 19Lecture 8 - Ine
7、rtial Platform Control 2.1 修正回路: 概述 实现平台跟踪当地地理坐标系的修正回路 如何利用加速度计的输出 使平台跟踪地理坐标系 舒勒调谐 简化性假设: q 载体方位角 = 0, 并且没有滚动 q 忽略陀螺力矩的影响 q 平台的水平失准角很小 (忽略回路之间的耦合) 20Lecture 8 - Inertial Platform Control 2.2 东向回路 东向加速度计 回路 M2 M1 21Lecture 8 - Inertial Platform Control 2.3*方框图 稳定回路 修正回路 平台稳定回路的传递函数的简化: 1/HS 22Lecture
8、 8 - Inertial Platform Control 2.3 东向回路方框图的简化 修正回路 平台稳定回路的传递函数的简化: 1/HS 23Lecture 8 - Inertial Platform Control 2.4 东向修正回路平台跟踪误差 平台的跟踪误差角 24Lecture 8 - Inertial Platform Control 2.5 参数选择 重新排列，得到 选取参数，使得 则可消除由 和 引起的 于是 25Lecture 8 - Inertial Platform Control 求解方程 得到 2.6 舒勒调谐 振荡周期 舒勒周期 舒勒调谐 稳定回路和跟踪回路的
9、功能 26Lecture 8 - Inertial Platform Control 2.7*对舒拉调谐的再认识 修正回路 实质上是为了修正惯导平台（人工通道）永远跟踪上真实地理坐标系 （现实通道）的转动，而对修正回路（人工通道）的增益参数进行调 节，使之与现实通道的对应增益匹配的过程. 27Lecture 8 - Inertial Platform Control 2.8 舒勒摆 不受加速度影响的数学摆 earth 静态的摆可以指示当地的垂线 方向 水平加速度 ax 使摆线偏离垂线 方向, 产生 偏角 支点的移动也使得当地垂线方 向改变了 角度. 28Lecture 8 - Inertial
10、 Platform Control 2.8 舒勒摆 earth 加速度 ax 导致摆线绕着 A 点产生一 个向后的角加速度 同时 ax 对当地垂线的影响: 当载体以加速度 ax 从 A 移动到 B, 当 地垂线也转过了 角度 29Lecture 8 - Inertial Platform Control 地球 2.8 舒勒摆 角度 和加速度 ax 之间的关系: or 比较 令 则 这时，摆线对当地垂线的跟踪不再受 加速度 ax 的影响 摆的周期 摆的舒勒调谐的物理意义 30Lecture 8 - Inertial Platform Control END 31Lecture 8 - Inertial Platform Control
