高精度复合轴跟踪控制系统

高精度复合轴跟踪控制系统中国科学院光电技术研究所2006.12中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统应用背景介绍复合轴跟踪控制结构主要用在目标速度、加速度大，跟踪精度要求高的系统中。中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴控制系统的工作原理)(1sG)(2sG+-R(S)C(S))(sW++)(3sG+)()(1)()(1)(2132sGsGsGsGse)()(1)(1)(21sGsGsWse中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴控制系统的工作原理)(1sG)(2sG+-R(S)C(S)+)]()(1)][()(1[1)(2121sWsWsGsGse双检测性复合轴控制系统)(sW+)(1sW+-C1(S)C2(S)中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴控制系统的工作原理)(1sG)(2sG+-R(S)C(S)+)()()]()(1)][()(1[1)(212121sWsWsWsWsGsGse单检测性复合轴控制系统)(sW+)(1sWC1(S)C2(S)中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴控制系统的工作原理))(1))((1()()()()()(SWSWSWSWSWSWSWauxmainauxmainauxmainclose中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴控制系统的实现主轴由力矩电机驱动高精度的转台实现，用于捕获目标和粗跟踪目标子轴由音圈电机驱动高精度的快速反射镜实现，用于高精度的跟踪和瞄准目标中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴控制系统的实现A精探测器FSME粗探测器目标探测器中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴控制系统的实现带宽匹配WSWSWSWSemainaux()()(())(())1111中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴控制系统的实现视场匹配中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施主轴转动惯量大，有多个机械谐振峰，谐振频率低mradzu1max_s30max2max10s)(48.9)/(6.59_HzsradfBzu)(148_Hzfxzu)(60~30Hzfx中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施主轴采用位置环、速度环、电流环等多环闭环的跟踪模式，提高系统的刚度和响应速度。主轴采用自适应卡尔曼滤波，得到目标的速度和加速度信号，实现等效复合控制中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施子轴控制对象谐振频率低，跟踪传感器信号输出频率低smradzi28.21max_2max_151smradziurad5max)(88HzfB)(300_Hzfxzi)(800HzfT)(50~30Hzfx)(400~100HzfT中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施基于闭环特性的精跟踪镜系统宽带宽设计1222222222)()()(LmJKLsLmJCLssMssGcc一般K值都设计的较小，采用柔性弹性支撑的结构，这样可大大减小音圈电机驱动的压力。中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施基于闭环特性的精跟踪镜系统宽带宽设计H1_2,1(f)300011010022.0000-78.0000-70.0000-60.0000-50.0000-40.0000-30.0000-20.0000-10.0000010.0000Frequency(Hz)dB(V/V)H1_2,1(f)3000110100240.0000-240.0000-200.0000-150.0000-100.0000-50.0000050.0000100.0000150.0000200.0000Frequency(Hz)Degree中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施基于闭环特性的精跟踪镜系统宽带宽设计通过测量、数据处理、辨识、拟和、算法设计等中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施基于闭环特性的精跟踪镜系统宽带宽设计dwl_10k_0.1-300hz_0.6v30011010022.0000-15.0000-12.0000-8.0000-4.000004.00008.000012.000016.0000Frequency(Hz)dB(V/V)dwl_10k_0.1-300hz_0.6v300110100240.0000-240.0000-200.0000-150.0000-100.0000-50.0000050.0000100.0000150.0000200.0000Frequency(Hz)Degree中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施基于跟踪传感器低采样频率下的高闭环带宽设计H1_2,1(f)10011019.0000-69.0000-60.0000-50.0000-40.0000-30.0000-20.0000-10.0000010.0000Frequency(Hz)dB(V/V)H1_2,1(f)100110240.0000-240.0000-200.0000-150.0000-100.0000-50.0000050.0000100.0000150.0000200.0000Frequency(Hz)Degree电视脱靶量输出频率为50HzH1_2,1(f)5011020.0000-64.0000-60.0000-50.0000-40.0000-30.0000-20.0000-10.0000010.0000Frequency(Hz)dB(V/V)H1_2,1(f)50110240.0000-240.0000-200.0000-150.0000-100.0000-50.0000050.0000100.0000150.0000200.0000Frequency(Hz)Degree中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施基于跟踪传感器低采样频率下的高闭环带宽设计H1_2,1(f)10011012.0000-65.0000-60.0000-50.0000-40.0000-30.0000-20.0000-10.00000Frequency(Hz)dB(V/V)H1_2,1(f)100110240.0000-240.0000-200.0000-150.0000-100.0000-50.0000050.0000100.0000150.0000200.0000Frequency(Hz)Degree采用高输出速率的反射偏转位置传感器信号同低采样速率的目标位置传感器信号进行数据融合的方法实现高带宽的控制H1_2,1(f)100110-4.2000-74.0000-70.0000-60.0000-50.0000-40.0000-30.0000-20.0000-10.0000Frequency(Hz)dB(V/V)H1_2,1(f)100110240.0000-240.0000-200.0000-150.0000-100.0000-50.0000050.0000100.0000150.0000200.0000Frequency(Hz)Degree中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统提高复合轴跟踪精度的措施提高主轴跟踪精度提高机械谐振频率提高对目标信号的预测精度获得高性能的CCD传感器提高信号采集和处理技术减小精跟踪视场，提高精跟踪CCD像元分辨率中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统复合轴跟踪系统实验中国科学院光电技术研究所2006.12高精度复合轴跟踪控制系统结论复合轴控制是实现大范围、高精度跟踪指标的最有效的控制结构，在国内外高精度的跟瞄系统中得到了广泛的应用在精度要求特别高的系统，采取多级（3~4）级联的复合轴控制结构，可实现更高的精度指标（亚微弧度级）谢谢！欢迎访问我们的网站：@sohu.com