三轴陀螺稳定平台控制系统设计与实现

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第15卷第2期中国惯性技术学报v01．15NO．22007年4月JournalofChineseInertialTechnologyApr．2007文章编号：1005—6734(2007)02—0171—06三轴陀螺稳定平台控制系统设计与实现杨蒲，李奇(东南大学自动化研究所，南京210096)摘要：针对高精度光电导引系统快速隔离扰动、稳定视轴的要求，设计了以速率陀螺为核心构成的三轴陀螺稳定平台。结合某型号电视导引头设计过程，详细介绍了该三轴陀螺稳定平台的结构组成、主要元器件选型，以及软硬件实现。分析了陀螺稳

2、定平台的隔离扰动原理，设计了多闭环复合控制结构，给出了系统各组成部分的模型，合理简化后建立了系统数学模型，并按照频域分析法设计了控制算法。对于陀螺信号噪声问题，设计了小波阈值滤波方法，有效地消除了反馈信号的噪声，提高了系统控制精度。整机测试表明，该陀螺稳定平台满足了导5I头系统设计指标要求，具有较高的跟踪精度；能够在实验室条件下，进行多种电视跟踪模拟实验，为实际设备的研制提供了真实有效的数据。关键词：稳定平台；速率陀螺；DSP；伺服控制中图分类号：U666．1文献标识码：ADesignandrealizationofcontrolsystemforthr

3、ee—axisgyrostabilizedplatformYANGPu，LIQi(ResearchInstituteofAutomation，SoutheastUniversity,Nanjing210096，China)Abstract：Inviewoftherequirementsofisolatingdisturbancesandstabilizingopticalaxisofhigh—precisionphotoelectricguidancesystem，athree—axisstabilizedplatformsystemcenteringo

4、ntherategyrowasdesigned．BasedonthedesignprocessofaTVguidanceheader,themechanicalstructureconstitution，maincomponentsselectionandsoftwareandhardwarerealizationwereintroduced．Thedisturbance—isolationtheoryofthestabilizedplatformWasanalyzedandthecontrolstructureincludingmultipleclos

5、ed—loopsWasdesigned．EachpartofthecontrolsystemWasmodeled，andthenbysimplifyingtheirequations，thewholesystemmodelWasfoundedandthecontrolmethodWasdesignedaccordingtothe~equencydomainanalysismethod．Toeliminatethegyro’Snoisesignal，awaveletthresholdfilterWasproposed，whichCandepressthef

6、eedbacknoisesignalefectivelyandimprovethecontrolprecision．ThetestingresultsontheequipmentshowthatthegyrostabilizedplatformsystemmeetsthepreseRingperformancedemandsandhashighertrackingprecision．ManykindsofTVtrackingsimulationexperimentsCanbeimplementedinthelaboratory,andthisprovid

7、esrealandefectivedataforthedevelopmentofpracticalequipments．Keywords：stabilizedplatform；rategyro；DSP；servocontrol电视成像导引设各作为惯导武器的核心部分，对武器命中目标的精度起着十分重要的作用。由于导弹在飞行过程中，受到发动机和空气阻力等因素的影响，弹体始终处于剧烈震动摇摆中，这将造成电视导引头成像系统摄取图像的清晰度下降，甚至无法锁定目标图像，导致电视跟踪器不能正常工作，因此如何在运动条件下获得清晰的图像成为电视成像制导武器系统中的一个关键问

8、题。利用陀螺“空间测度机”的特点构成陀螺稳定平台，即有效隔离了弹体波动对系统成像