一种新型机载对地观测用三轴稳定平台陀螺安装方式

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1、第31卷2010正第3期3月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．31NO．3Mar．2010文章编号：1000—6893(2010)03—0614-06一种新型机载对地观测用三轴稳定平台陀螺安装方式张延顺，朱如意(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)ANovelGyroInstallationModeofThree-axisStabilizedPlatformUsedforAirborneEarthObservationZhangYanshun，ZhuRuyi(Schoolo

2、fInstrumentScienceandOpto—electronicsEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)摘要：陀螺安装方式及相应的算法编排是稳定平台设计中的一项关键技术。针对机载对地观测用三轴稳定平台特点，提出了将方位陀螺安装在方位环上，俯仰陀螺和横滚陀螺安装在俯仰环上的陀螺安装方式。利用空间矢量分解理论分析了陀螺输出角速度信号的投影关系及电机控制信号的分配；基于稳定平台系统模型，对理想正交情况和考虑陀螺安装误差情况进行了

3、仿真分析，验证了此种安装方式的可行性和优越性。分析表明，在同等条件下，所提出的安装方式减小了稳定平台的机械尺寸，降低了稳定平台的重量和功耗，实现了三维角速度的正交测量，简化了三轴解耦控制算法。研究结论可为其他三轴稳定平台结构设计和陀螺安装方式设计提供参考。关键词：对地观测；稳定平台；陀螺；安装；解耦；矢量分解中图分类号：V233．7；U666．12文献标识码：AAbstract：Theinstallationmodeofgyrowithitsrelatedalgorithmisakeyaspectinthedesignofstabilizedpl

4、atforms．AccordingtOthecharacteristicsofathree-axisstabilizedplatformforairborneearthobservation，anovelinstallationmodeofgyroisproposedinwhichtheazimuthgyroismountedontheazimuthring，whilethepitchandrollgyrosaremountedonthepitchring．Therelationshipsbetweengyrooutputangularveloc

5、i—tiesandthedistributionofmotorcontrolsignalsareanalyzedbymeansofthespacevectordecompositiontheo—ry．Basedonthesystemmodelofthestabilizedplatform，simulationandanalysisarepresentedundertheidealorthogonalconditionaswellastheconditionofagyroinstallationerror，andtheresultsdemonstr

6、atethefeasi—bilityandadvantageoftheinstallationmode．Underthesameconditions，theinstallationmodediminishesme—chanicaldimension，reducesweightandpowercost，realizestheorthogonalmeasurementofthree-dimensionangularvelocities，andsimplifiesthethree—axisdecouplingcontrolalgorithm．There

7、searchconclusioncanpro—videreferenceforothertypesofthree-axisstabilizedplatformsintheirdesignofstructureandgyroinstallationmode．Keywords：earthobservation；stabilizedplatform；gyro；installation；decoupling；vectordecomposition三轴稳定平台可隔离载体姿态角运动的影响使成像载荷稳定并跟踪某个坐标系，成功应用于高分辨率对地观测、航空摄影、天

8、线稳定、电视成像制导等领域[1。5]。其系统由惯性传感器(陀螺、加速度计)、角度测量器件(如旋变)、环架驱动器件(电机)、电路、控制系统