光电跟踪伺服系统的动态非线性控制方法

为提高伺服系统的跟踪精度和响应速度,提出一种非线性PID控制方法。对比了光电跟踪系统捕获与跟踪响应的特征,给出快速稳定的非线性控制方法,并以某光电跟踪系统为例进行实验与分析。结果表明,该方法能实现从捕获到跟踪过程的平滑、快速过渡,保证稳定跟踪中的精度,已得到成功应用。     

质量不平衡力矩对导引头伺服机构性能影响分析

摩擦力矩、导线干扰力矩和质量不平衡力矩等各种非线性因素会对导引头的性能产生严重影响,国内外学者对导引头摩擦力矩和导线干扰力矩做了大量分析,而对质量不平衡力矩研究甚少。为了研究导引头伺服机构质量不平衡力矩的传递机理及其对平台速度稳定性能的影响,以两框架导引头伺服机构为对象,利用欧拉角坐标变换方法和刚体绕动点转动的动量矩定理建立了完整的运动学和动力学模型。在此基础上,针对某导引头样机,首先分析了框架转动中心与导弹质心距离以及框架质心偏心距离对质量不平衡力矩的影响;然后分析了质量不平衡力矩对平台稳定回路性能的影响。结果表明:当框架转动中心与导弹质心距离和框架质心偏心距离较大时,质量不平衡力矩会严重影响平台的稳定性能,设计时必须重点考虑。     

双数字信号处理器光电跟踪伺服控制系统的设计

为解决光电跟踪伺服系统中的计算资源不足的问题.分析了光电跟踪伺服系统跟踪回路的结构,设计了基于双数字信号处理器的数字伺服控制硬件平台,以完成光电跟踪系统的通信、扰动隔离以及目标跟踪等功能,介绍了其硬件与软件实现方法;对各DSP任务进行了合理规划,以McBsP接口作为双DSP的数据交换接口,保证了通讯的实时性.以方位轴跟踪回路为例,构建了脱靶量预测滤波算法,实现了等效复合控制.     

数字伺服控制系统软件模块化设计

基于TI TMS320LF240x的DSP数字伺服控制系统软件模块化设计,通过改进控制系统信号流图,以输入输出模块组成信号流图模块.数字伺服控制软件模块与信号流图模块对应,每个模块框代表同名软件模块函数且各模块的输入输出端对应软件函数变量.模块间的连接表示数据流向,用C可调用汇编函数将其数据写入软件模块.     

光电跟踪系统捕获跟踪切换的平滑调节方法

光电跟踪系统中,通常需要应用多个控制器完成搜索、捕获和跟踪.在多控制器之间直接切换可能会产生大的瞬态误差,导致目标脱离视场.提出了基于单个实参数控制的系统频响特性对称调节方法,实现了捕获和跟踪控制的平滑转换;给出了对称调节器的标准形式,可通过频域上的转换得到实际的调节控制器.实验结果表明:采用单参数对称调节的捕获跟踪控制模式转换平滑、快速、瞬态响应快、超调量小.     

光电跟踪伺服系统的输入多采样率满意控制

针对成像跟踪器低采样率帧频特性对光电跟踪伺服系统控制性能的影响,提出了一种基于输入多采样率控制原理的满意PID控制器.应用输入多采样率控制原理,提高了控制系统的稳定度,减小了跟踪器的低采样率帧频特性对系统跟踪性能的影响.将输入多采样率PID控制器的参数求解转换为满足极点约束和方差约束的多目标满意优化问题,从而使伺服系统的跟踪性能满足指定的快速性和精度指标要求.对所提出方法的有效性进行了实验验证,结果表明:在成像跟踪器的输出帧频为25Hz的条件下,所提出的输入多采样率满意PID控制器能够减小光电跟踪伺服系统工作模式切换带来的超调和振荡,对0.5Hz正弦信号的动态跟踪精度能够提高2个像素点;能够有效降低成像跟踪器的低采样率帧频特性对伺服系统控制性能的影响,提高了系统跟踪目标的稳定性、动态性和跟踪精度.