惯性技术课件7--惯导平台控制分析 (哈工大版,1-16全)

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1、InertialPlatformControl惯导平台的控制1Lecture8--InertialPlatformControlOutline惯导平台的单轴稳定与跟踪惯导平台的修正回路–舒拉调谐2Lecture8--InertialPlatformControlcoordinateconvertertorquemotor1.0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3Lecture8--InertialPlatformControl1.1单轴系统利用单自由度积分陀螺仪实现的单轴稳定器初始：陀螺输入轴//平台的稳定轴沿

2、平台稳定轴的干扰力矩会导致平台产生转动，角速度：4Lecture8--InertialPlatformControl1.2单轴稳定陀螺绕输出轴转过角度θ被角度传感器测得，输出SS被放大，送到Y-轴电机M产生反馈力矩MfbMfb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θ，平台存在一个小转角αy被陀螺仪敏感：5Lecture8--InertialPlatformControl1.3单轴跟踪给陀螺的力矩器施加电流It,产生控制力矩Mbθ→电机M→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6Lecture8

3、--InertialPlatformControl1.4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7Lecture8--InertialPlatformControl1.5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8Lecture8--InertialPlatformControl1.5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9Lecture8--InertialPlatformControl陀螺力矩1.6平台干扰力矩的影响设Mfx=010Lecture8--Inertia

4、lPlatformControl1.6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↓11Lecture8--InertialPlatformControl1.6动态刚度当MfY为正弦函数时：动态刚度（令S=jω）Jp对平台动态刚度的影响12Lecture8--InertialPlatformControl陀螺力矩1.7陀螺干扰力矩的影响由陀螺仪的干扰力矩导致的平台静态误差角13Lecture8--InertialPlatformControl1.7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

5、度)14Lecture8--InertialPlatformControl1.8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15Lecture8--InertialPlatformControl陀螺力矩1.9系统稳定性分析–化简忽略陀螺力矩,并把电机的传递函数简化为C2,得到16Lecture8--InertialPlatformControl1.9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17Lecture8--Inerti

6、alPlatformControl1.9系统稳定性分析-校正引入校正环节,增加零点τ1>τ2校正后的根轨迹:条件稳定系统18Lecture8--InertialPlatformControlOutline惯导平台的单轴稳定与跟踪惯导平台的修正回路–舒拉调谐19Lecture8--InertialPlatformControl2.1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:载体方位角ψ=0,并且没有滚动忽略陀螺力矩的影响平台的水平失准角很小(忽略回路之间的耦合)20Lectur

7、e8--InertialPlatformControl2.2东向回路东向加速度计回路M2M121Lecture8--InertialPlatformControl2.3*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/HS22Lecture8--InertialPlatformControl2.3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/HS23Lecture8--InertialPlatformControl2.4东向修正回路平台跟踪误差平台的跟踪误差角24Lecture8--InertialPlatformControl

8、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β于是25Lecture8--In