基于自适应小波RBF神经网络的导引头陀螺误差校正方法

1

作者 刘建旭 雷昊 +2 位作者 赵晟 刘会文 李少毅 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第1期76-81,88,共7页

凝视成像红外导引导弹发射冲击和飞行过程中,导引头MEMS陀螺输出会产生较大误差,造成成像系统稳定性降低,误差过大时会丢失目标。针对这一工程问题,提出一种基于自适应小波RBF神经网络的导引头陀螺误差校正方法。首先运用Allan方差分析... 凝视成像红外导引导弹发射冲击和飞行过程中,导引头MEMS陀螺输出会产生较大误差,造成成像系统稳定性降低,误差过大时会丢失目标。针对这一工程问题,提出一种基于自适应小波RBF神经网络的导引头陀螺误差校正方法。首先运用Allan方差分析导弹飞行全过程中,导引头伺服系统MEMS陀螺主要误差源及误差量级。然后运用小波阈值去噪法滤除高频噪声,作为训练网络输入。最后运用自适应小波RBF神经网络算法进行误差校正。实验结果表明,与传统RBF网络和Kalman滤波算法相比,所提算法均方根误差RMSE要低两个数量级,Allan方差也比传统算法减小一半,数据复杂度低,具备工程应用价值。 展开更多

关键词 红外导引头 陀螺伺服系统 小波阈值去噪 小波RBF网络

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SGCMG框架伺服系统扰动力矩分析与控制 被引量：14

2

作者 鲁明 张欣 李耀华 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期15-20,29,共7页

单框架控制力矩陀螺框架伺服系统对扰动力矩抑制能力的不足限制了其控制精度的进一步提高。文章对框架伺服系统受到的扰动力矩及其对框架伺服系统控制性能的影响进行了分析;设计了基于终端滑模变结构控制策略和扰动观测器的框架转速控制... 单框架控制力矩陀螺框架伺服系统对扰动力矩抑制能力的不足限制了其控制精度的进一步提高。文章对框架伺服系统受到的扰动力矩及其对框架伺服系统控制性能的影响进行了分析;设计了基于终端滑模变结构控制策略和扰动观测器的框架转速控制器;利用变结构控制对系统干扰的不变性和对滑动模态控制的快速响应特性,实现了框架伺服系统在扰动力矩波动,尤其是高频扰动力矩波动条件下的高精度控制。仿真结果表明,相比传统的比例-积分-微分控制策略,提出的控制方法可行有效,将框架转速波动量缩小了2/3。 展开更多

关键词 控制力矩陀螺 伺服系统 扰动 变结构控制 空间执行机构

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控制力矩陀螺框架伺服系统的超低速测速方法 被引量：11

3

作者 鲁明 李耀华 +1 位作者 张激扬 翟百臣 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期234-238,共5页

在超低转速下,有限的转速测量分辨率是影响控制力矩陀螺框架伺服系统控制性能的一个重要因素。在分析转速分辨率对超低速控制性能影响的基础上,提出了一种基于多周期后向差分的转速计算方法,可提高测速分辨率并保证测速带宽。针对后向... 在超低转速下,有限的转速测量分辨率是影响控制力矩陀螺框架伺服系统控制性能的一个重要因素。在分析转速分辨率对超低速控制性能影响的基础上,提出了一种基于多周期后向差分的转速计算方法,可提高测速分辨率并保证测速带宽。针对后向差分带来的相位延迟会限制测速分辨率进一步提高的问题,在选取合适的差分周期基础上,采用Kalman预估器对框架转速进行预估,进一步提高了框架转速的测速分辨率及测速带宽。通过仿真表明,所提出的测速方法将转速分辨率提高了两个数量级,解决了框架伺服系统在超低转速下由于有限的转速测量分辨率造成的爬行现象。 展开更多

关键词 控制力矩陀螺 框架 超低转速 转速分辨率

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SGCMG框架伺服系统动力学建模与低速控制 被引量：13

4

作者 金磊 徐世杰 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1-10,共10页

单框架控制力矩陀螺(SGCMG)框架伺服系统内部存在的各种干扰会严重影响陀螺的力矩输出精度。为了实现力矩输出的高精度控制,需要对框架伺服系统进行精确动力学建模与控制。通过对作用于航天器上SGCMG的详细动力学分析,建立了框架伺服系... 单框架控制力矩陀螺(SGCMG)框架伺服系统内部存在的各种干扰会严重影响陀螺的力矩输出精度。为了实现力矩输出的高精度控制,需要对框架伺服系统进行精确动力学建模与控制。通过对作用于航天器上SGCMG的详细动力学分析,建立了框架伺服系统动力学模型,其中考虑了动静不平衡干扰力矩以及摩擦力矩。基于正弦永磁同步电机,利用自抗扰理论设计了框架伺服系统内外环控制器。仿真结果表明,在忽略转子不平衡所引起的高频干扰力矩的前提下,此控制器能对内外环存在的所有建模及未建模干扰进行准确估计和补偿,保证了框架的高精度控制。通过仿真还得到了转子不平衡对框架控制精度的影响量级,将为进一步研究如何抑制不平衡振动提供参考依据。 展开更多

关键词 控制力矩陀螺 框架伺服系统 动力学 摩擦力矩 自抗扰 航天器

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陀螺滤波在改善伺服系统低速特性中的应用 被引量：7

5

作者 孟中 张涛 +2 位作者 戴明 于前洋 葛文奇 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第1期109-112,共4页

压电陀螺作为陀螺稳定平台伺服系统稳定回路的反馈测量元件,它的输出噪声直接影响伺服系统低速引导情况下的控制精度。抑制陀螺的输出噪声是改善伺服系统低速特性的有效手段之一。提出了一种基于一阶自回归模型的卡尔曼滤波算法,并应用... 压电陀螺作为陀螺稳定平台伺服系统稳定回路的反馈测量元件,它的输出噪声直接影响伺服系统低速引导情况下的控制精度。抑制陀螺的输出噪声是改善伺服系统低速特性的有效手段之一。提出了一种基于一阶自回归模型的卡尔曼滤波算法,并应用于实际系统中。采用该方法,伺服系统的低速精度指标由原来采用移动平均滤波的0.102 13°/s提高到0.063 03°/s。同时探讨和总结了卡尔曼滤波器在伺服系统中应用的必要条件。实验证明,卡尔曼滤波可以有效地改善伺服系统的低速特性。 展开更多

关键词 压电陀螺 输出噪声 卡尔曼滤波 伺服系统

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导引头伺服机构的控制系统分析与设计 被引量：9

6

作者 张智永 周晓尧 +1 位作者 范大鹏 张文博 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期494-499,共6页

针对导引头伺服装置的特点,推导了装置在搜索和跟踪工作模式下的输入输出特性,并重点分析了在这两种工作模式下,装置指令跟踪性能和扰动隔离性能之间的差异,指出了传统的只考虑陀螺稳定回路的系统隔离度指标确定与测试方法的局限性,同... 针对导引头伺服装置的特点,推导了装置在搜索和跟踪工作模式下的输入输出特性,并重点分析了在这两种工作模式下,装置指令跟踪性能和扰动隔离性能之间的差异,指出了传统的只考虑陀螺稳定回路的系统隔离度指标确定与测试方法的局限性,同时提出了采用位置回路补偿陀螺随机漂移误差的方法。该研究为导引头伺服装置,以及其相关光电稳定跟踪装置的陀螺选型、控制系统设计及性能指标测试提供了参考和理论依据。 展开更多

关键词 导引头伺服装置 陀螺稳定 控制系统 图像跟踪器

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三轴转台陀螺伺服系统的模型分析与解耦设计 被引量：1

7

作者 张东纯 曾鸣 +2 位作者 苏宝库 陈守平 付文友 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第3期59-62,共4页

本文对三轴陀螺伺服转台模型进行了较为详细的分析，并进行了适当的简化，在此基础上对系统进行了解耦设计。

关键词 转台 陀螺伺服系统 解耦

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稳定跟踪伺服控制系统高俯仰角稳定问题分析 被引量：5

8

作者 杨文光 张远高 +2 位作者 吴红霞 王鹤良 孙汉青 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2014年第S1期68-70,共3页

高俯仰角条件下的稳定技术是防空火控系统稳定跟踪伺服控制系统的关键技术之一,通过对稳定跟踪伺服控制系统速度传感器的选择及配置、反馈量的选择及系统控制策略等方面进行分析和比较,提出了通过三陀螺配置分段控制的方法。对以上分析... 高俯仰角条件下的稳定技术是防空火控系统稳定跟踪伺服控制系统的关键技术之一,通过对稳定跟踪伺服控制系统速度传感器的选择及配置、反馈量的选择及系统控制策略等方面进行分析和比较,提出了通过三陀螺配置分段控制的方法。对以上分析进行了计算,并模拟高俯仰角条件,在matlab/Simulink下进行了仿真,从仿真效果看同计算结果完全吻合,并得到了优秀的时域控制效果,为稳定跟踪伺服控制系统的设计提供技术参考。 展开更多

关键词 光纤陀螺 稳定跟踪 伺服控制系统 陀螺 仿真

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舰载光电跟踪伺服系统的建模与仿真 被引量：2

9

作者 吴晗平 胡大军 +2 位作者 吴晶 黄俊斌 黄璐 《武汉工程大学学报》 CAS 2012年第7期54-60,共7页

舰载光电跟踪伺服系统采用多闭环串级复合控制,其在典型的三环控制基础上,加入陀螺稳定环,来满足隔离船摇的要求,但这使得环路设计较复杂.针对该问题,在建立主要部件数学模型的基础上,对伺服系统的各个环路进行建模,并对电流环、速率环... 舰载光电跟踪伺服系统采用多闭环串级复合控制,其在典型的三环控制基础上,加入陀螺稳定环,来满足隔离船摇的要求,但这使得环路设计较复杂.针对该问题,在建立主要部件数学模型的基础上,对伺服系统的各个环路进行建模,并对电流环、速率环的校正装置进行设计,借助计算机仿真技术对系统进行仿真分析.仿真结果表明所建模型的正确性,并且所建模型可为实际系统参数设计以及先进控制算法可行性验证提供一个有效的仿真平台. 展开更多

关键词 伺服系统 伺服回路 陀螺稳定环 建模 仿真

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转台伺服系统的无超调设计 被引量：1

10

作者 刘升才 张松 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第4期51-56,共6页

本文通过分析国内外陀螺漂移测试转台伺服系统的现有设计方案,对其伺服系统的无超调设计进行了探讨。最后采用了粗精双回路切换方案,这为提高测试转台的精度和动态性能提供了新的途径。

关键词 转台 伺服系统 陀螺仪 无超调 设计

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高精度伺服稳定跟踪平台数字控制器研制 被引量：20

11

作者 杨海峰 李奇 姬伟 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第B11期96-100,共5页

以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效... 以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效果 ;介绍了以CCD图像或增量式码盘测角组成系统位置闭环 ,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环 ,附带电流反馈组成电机转矩 (电流 )环和速度、加速度前馈装置的前馈反馈复合控制系统 .组成伺服跟踪平台系统联调后测试结果表明 ,系统具有良好的动、静态性能指标和很好的控制效果 . 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 惯性速率稳定环 伺服系统 数字控制

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捷联稳定技术在两轴光电跟踪仪中的应用 被引量：3

12

作者 刘小强 寿少峻 +1 位作者 宋晓明 邢军智 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期72-76,共5页

载体平台摇摆对两轴光电跟踪仪光轴指向的扰动是制约光电跟踪仪跟踪稳定性和跟踪精度提高的关键因素。本文首先从控制原理出发比较了传统速率稳定方式与捷联稳定方式,然后针对两轴光电跟踪仪捷联稳定方式建立了扰动作用于光轴指向分量... 载体平台摇摆对两轴光电跟踪仪光轴指向的扰动是制约光电跟踪仪跟踪稳定性和跟踪精度提高的关键因素。本文首先从控制原理出发比较了传统速率稳定方式与捷联稳定方式,然后针对两轴光电跟踪仪捷联稳定方式建立了扰动作用于光轴指向分量的数学模型,最后对某型光电跟踪仪采用了捷联稳定技术,并设计了相应的伺服系统,试验表明此系统设计合理,满足使用。 展开更多

关键词 自动控制技术 捷联稳定 伺服系统 光电跟踪仪 陀螺稳定

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测试转台陀螺伺服系统全数字控制实现 被引量：1

13

作者 王茂 黄丽莲 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第3期69-72,共4页

讨论了测试转台中陀螺伺服状态的构成原理,提出了一种基于全数字控制的陀螺伺服系统实现方案。该方案不仅方便系统参数在线调整,而且可以完成多种不同类型、不同参数的陀螺仪伺服实验,目前已经成功地用于某型空气轴承伺服转台,取得了满... 讨论了测试转台中陀螺伺服状态的构成原理,提出了一种基于全数字控制的陀螺伺服系统实现方案。该方案不仅方便系统参数在线调整,而且可以完成多种不同类型、不同参数的陀螺仪伺服实验,目前已经成功地用于某型空气轴承伺服转台,取得了满意的结果。 展开更多

关键词 测试转台 陀螺伺服系统 数字控制 构成原理

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雷达导引头伺服系统关键技术分析 被引量：6

14

作者 张江华 刘逸平 杜自成 《火控雷达技术》 2005年第1期54-60,共7页

本文讨论雷达导引头伺服系统的工程实现 ,通过理论分析证明必须采用速率陀螺代替地面雷达伺服设计中常用的测速电机实现速度反馈环 ;讨论天线伺服系统的准最优控制技术以及速率陀螺在方位、俯仰通道间的互耦影响 。

关键词 雷达导引头 伺服系统 速率陀螺 KALMAN滤波

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三轴台伺服陀螺加速度计闭环控制系统设计 被引量：1

15

作者 徐凤霞 赵学增 《航天控制》 CSCD 北大核心 2011年第1期10-14,共5页

陀螺加速度计的外环干扰力矩包括仪表外环轴的摩擦力矩和交叉轴加速度引起的交变力矩。本文分析了引起陀螺加速度计外环干扰力矩的主要原因,提出采用三轴台与陀螺加速度计构成闭环伺服系统分离陀螺加速度计外环干扰力矩试验方法,设计了... 陀螺加速度计的外环干扰力矩包括仪表外环轴的摩擦力矩和交叉轴加速度引起的交变力矩。本文分析了引起陀螺加速度计外环干扰力矩的主要原因,提出采用三轴台与陀螺加速度计构成闭环伺服系统分离陀螺加速度计外环干扰力矩试验方法,设计了自动增益补偿电路、增益匹配电路和稳定闭环投入电路,并成功地将三轴台伺服陀螺加速度计系统投入运行,完成了陀螺加速度计分离外环干扰力矩试验。为改进陀螺加速度计的工艺和补偿外环干扰力矩提供了试验依据。 展开更多

关键词 陀螺加速度计 三轴转台 扰动力矩 试验 伺服系统

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雷达伺服系统船摇隔离度的模拟测试方法 被引量：4

16

作者 陶波 《信息化研究》 2009年第3期20-22,共3页

船载雷达伺服系统在跟踪目标的同时,还要消除船体摇摆的影响。利用陀螺稳定回路构成的二轴稳定系统是伺服系统消除船摇影响、保持稳定跟踪的一种有效方法。采用隔离度的概念来衡量伺服系统抵消船体姿态扰动、保持天线指向的能力。文中... 船载雷达伺服系统在跟踪目标的同时,还要消除船体摇摆的影响。利用陀螺稳定回路构成的二轴稳定系统是伺服系统消除船摇影响、保持稳定跟踪的一种有效方法。采用隔离度的概念来衡量伺服系统抵消船体姿态扰动、保持天线指向的能力。文中通过模拟速率陀螺敏感的船摇引起的天线方位或俯仰角的变化速率,叙述一种在地面上进行船摇隔离度的测量方法,并通过计算机仿真说明该方法的可行性。 展开更多

关键词 雷达伺服系统 二轴稳定 速率陀螺 隔离度

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精密海陆跟踪伺服控制系统的设计与实现 被引量：2

17

作者 张瑜 李变侠 曹剑中 《电光与控制》 北大核心 2008年第10期69-73,共5页

针对陆地和船体上稳定平台的特点,设计并研制了一种新型精密海陆伺服跟踪控制系统。首先通过分析双环伺服控制系统的优势,形成了位置外环和速度内环的双环复合控制方案,然后重点对速度内环进行设计。在速度内环中,主要由速率陀螺作为反... 针对陆地和船体上稳定平台的特点,设计并研制了一种新型精密海陆伺服跟踪控制系统。首先通过分析双环伺服控制系统的优势,形成了位置外环和速度内环的双环复合控制方案,然后重点对速度内环进行设计。在速度内环中,主要由速率陀螺作为反馈元件,由直流伺服电机作为执行机构,由补偿环节作为校正机构。由陀螺的技术指标和幅相响应的关系,提出了一种新型的选型依据;由实际测量的伺服电机对输入电压的响应,实现了电机模型的降维辨识;针对系统对于快速性和稳定性的要求,设计了一种新型的PIP串联校正方法,分析校正参数的选择过程。最后进行综合理论模拟分析,在实际应用中验证了其有效性和实用性,并对以后的数字速度内环设计进行了展望。 展开更多

关键词 速率陀螺 伺服系统 速度环 PIP串联校正 电机模型

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基于参数自整定速度控制器SGCMG框架伺服控制系统 被引量：1

18

作者 田利梅 胡跃伟 马文栋 《空间控制技术与应用》 2013年第4期28-32,共5页

针对控制力矩陀螺框架伺服系统传统PI控制对干扰、负载变化等不确定因素的控制能力不足,设计了模糊PI控制器,利用参数自整定速度控制器实时调整参数,实现了框架伺服系统的高稳定性控制.仿真结果表明,相比传统的PI控制策略,响应快,超调小... 针对控制力矩陀螺框架伺服系统传统PI控制对干扰、负载变化等不确定因素的控制能力不足,设计了模糊PI控制器,利用参数自整定速度控制器实时调整参数,实现了框架伺服系统的高稳定性控制.仿真结果表明,相比传统的PI控制策略,响应快,超调小,无需修改参数,有更好的动静态特性,能更好地满足控制力矩陀螺框架伺服控制系统的鲁棒性要求,并有很好的跟踪性能. 展开更多

关键词 控制力矩陀螺 框架伺服系统 模糊控制 参数自整定

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基于速率陀螺反馈的位置跟踪系统仿真 被引量：2

19

作者 夏恩松 王艳东 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第4期449-451,471,共4页

以某武装直升机炮塔随动系统实际应用为背景,讨论了交流伺服系统的数学模型、微机械速率陀螺的测试与建模;研究了分别以电机编码器和速率陀螺输出信号作为速度环反馈时,系统输出的跟踪特性.比较结果表明,以速率陀螺输出信号作为速度环... 以某武装直升机炮塔随动系统实际应用为背景,讨论了交流伺服系统的数学模型、微机械速率陀螺的测试与建模;研究了分别以电机编码器和速率陀螺输出信号作为速度环反馈时,系统输出的跟踪特性.比较结果表明,以速率陀螺输出信号作为速度环反馈时,系统跟踪输出的抗干扰性和稳定性明显提高. 展开更多

关键词 位置跟踪 伺服系统 建模 抗干扰 陀螺反馈

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基于光纤陀螺稳瞄跟踪系统的工程设计 被引量：1

20

作者 姚红萍 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第2期210-213,共4页

针对动基座光电稳瞄跟踪系统扰动隔离度、跟踪问题进行了工程研究,介绍系统总体构成及采用光纤陀螺应用于系统消除基座扰动、跟踪大动态目标的稳瞄跟踪系统的工程设计原理,研究了基于光纤陀螺速率稳定环的稳定机理、光纤陀螺的工程应用... 针对动基座光电稳瞄跟踪系统扰动隔离度、跟踪问题进行了工程研究,介绍系统总体构成及采用光纤陀螺应用于系统消除基座扰动、跟踪大动态目标的稳瞄跟踪系统的工程设计原理,研究了基于光纤陀螺速率稳定环的稳定机理、光纤陀螺的工程应用要求、电流环、稳定环路、系统跟踪控制器的设计方法,最后根据设计原理和方法研制出一套装备并给出了试验结果及跟踪效果图。 展开更多

关键词 光纤陀螺 稳瞄跟踪 伺服系统 隔离度

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