申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2021-12-01

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114397902B

主分类号：G05D1/49

分类号：G05D1/49;G05D1/46

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.05.13#实质审查的生效;2022.04.26#公开

摘要：本发明公开了一种微小型捷联导引头信息处理与控制系统一体化设计方法。本发明所提供的微小型捷联导引头信息处理与控制系统一体化设计方法通过扩张状态观测器的扰动估计，实现对半捷联导引头隔离度的补偿。本发明通过扩张状态观测器对稳定回路的扰动进行估计并补偿，能够提高导引头框架隔离弹体扰动的能力，使其隔离度至少降低一个数量级，具有明显抑制飞行器扰动的效果。

主权项：1.一种微小型捷联导引头信息处理与控制系统一体化设计方法，其特征在于，通过扩张状态观测器的扰动估计，实现对半捷联导引头隔离度的补偿，包括以下步骤：根据半捷联导引头的框架角速度与飞行器姿态角速度，得到框架相对惯性系下的姿态角速度；将所述姿态角速度采用所述扩张状态观测器，得到姿态角速度的估计值和稳定回路总扰动；将所述稳定回路总扰动对框架及电机的控制量进行补偿，得到补偿后的框架及电机的控制量；其中，滚转框可以隔离飞行器的滚转扰动，滚转框隔离度表示为： 其中，Rx为滚转框隔离度，ωbx为飞行器相对惯性系下沿x方向扰动角速度；ωwx为ωbx引起的外框架相对惯性系的滚转角速度，影响滚转框隔离度的干扰力矩为弹簧力矩和粘滞阻尼力矩，弹簧力矩是由平台与基座之间的导线拉扯引起的，与导引头滚转框架角相关；粘滞阻尼力矩是由框架转动连接处动静摩擦引起的，与导引头滚转框架角速度相关，俯仰框可以隔离飞行器俯仰向和偏航扰动在俯仰框运动方向上的分量，俯仰框隔离度表示为： 其中，Rz表示俯仰框隔离度，ωnz表示飞行器俯仰和偏航扰动引起的内框架相对惯性系的俯仰角速度，ωdz表示飞行器扰动角速度在俯仰框z方向的投影，ωby表示飞行器相对惯性系下y方向扰动角速度，ωbz表示飞行器相对惯性系下z方向扰动角速度，φR表示滚转框架角，所述框架及电机的控制量的获得过程，包括：根据半捷联导引头的框架角和导引头探测器的误差角，得到框架误差角，并得到稳定回路中框架角速度指令，将滚转框架角φR和导引头探测器的误差角εp、εy进行框架误差角解算，得到滚转框误差角ΔφR， 然后将滚转框误差角ΔφR输入到滚转框跟踪回路校正网络GR1s中，输出滚转框稳定回路中滚转框架角速度指令ΔφRGR1s，或者，将俯仰框架角φP和导引头探测器的误差角εp、εy进行框架误差角解算，得到俯仰框误差角ΔφP，ΔφP＝cos-1cosεPcosεycosφP-sinεPsinφP-φP然后将俯仰框误差角ΔφP输入到俯仰框跟踪回路校正网络GP1s中，输出俯仰框稳定回路中俯仰框架角速度指令ΔφPGP1s；根据所述稳定回路中框架角速度指令和所述姿态角速度的估计值，得到框架及电机的控制量；将滚转角速度ωwx的估计值作为滚转框稳定回路的反馈信息，和滚转框稳定回路中滚转框架角速度指令ΔφRGR1s一起输入到滚转框稳定回路校正网路GR2s中，输出滚转框及滚转电机的控制量uR0，或者将俯仰角速度ωnz的估计值作为俯仰框稳定回路的反馈信息，和俯仰框稳定回路中俯仰框架角速度指令ΔφPGP1s一起输入到俯仰框稳定回路校正网络GP2s中，输出俯仰框及俯仰电机的控制量uP0。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 微小型捷联导引头信息处理与控制系统一体化设计方法

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