[发明专利]一种导引头稳定平台的调试方法

说明书

一种导引头稳定平台的调试方法，涉及伺服控制技术领域。解决现有xPC在导引头稳定平台的伺服系统设计中仅限于验证某种先进控制器算法或者实现硬件在环的设备测试，而没有一套规范的调试方法等问题，该系统包括：宿主机、目标机和数据采集卡，调试方法包括速度极性判断、系统辨识、速度环控制器设计及调试(包括扰动观测器设计及调试、PID控制器设计及调试、前馈控制器设计及调试)、速度环控制器离散化调试、位置极性判断、位置环控制器离散化设计及调试、基于DSP的系统速度环调试、基于DSP的系统双闭环调试。本发明集成度高，实现快速原型、硬件在回路中的测试和与仿真，修改设计方便易于调试，缩短了设计周期。

技术领域

本发明涉及伺服控制技术领域，具体涉及一种导引头稳定平台的调试方法。

背景技术

导引头稳定平台是实现目标跟踪和视轴稳定的执行机构，具有搜索、捕获、瞄准、稳定、跟踪等功能，其性能直接影响导引头的制导精度。导引头稳定平台搭建完后，需要设计出满足性能指标要求的伺服系统，其伺服系统调试是一个反复的过程，也是机电一体化共同作用的过程，如何减少不必要的过程，快速的调试系统非常重要。以往的系统设计中，根据稳定平台的理论、电机模型及传动系统模型，并加入相应的非线性模型建立系统的非线性传递函数模型，由该模型进行系统内外环的控制器设计，将理论设计的参数应用到实际系统中，由于理论模型和实际模型差别大，控制效果比较差。以往也有搭建系统物理模型后直接对系统进行调试的方法，该调试方法适合于系统各个接口程序均已编写好，且需要反复在编程软件诸如CCS中进行修改参数，下载到芯片RAM中进行调试，调试的时间长且回收数据麻烦不能进行实时监控。

对有实物参与到回路中的仿真，可以采用xPCTarget技术进行半实物仿真，该技术利用Matlab的Simulink模型生成的xPC目标实时应用程序可实时地运行在普通PC机上，进而通过普通I/0设备实现与实物连接完成系统半实物仿真。相比较于专用仿真机或采用仿真语言或高级语言编写的程序等方法进行仿真，该方法以其低成本，周期短、高效率得到广泛应用。

xPC在导引头稳定平台的伺服系统设计方面也有相应的应用，很多文献中都有涉及，但是仅限于验证某种先进控制器算法或者实现硬件在环的设备测试，而如何利用这种快速原型方法实现导引头稳定平台系统的快速调试没有一套较为合理和完善的规范流程。

发明内容

本发明为解决现有xPC在导引头稳定平台的伺服系统设计中仅限于验证某种先进控制器算法或者实现硬件在环的设备测试，而没有一套规范的调试方法等问题，提供一种导引头稳定平台的调试方法。

一种导引头稳定平台的调试方法，包括调试系统，所述调试系统包括宿主机、目标机和数据采集卡，所述宿主机用于搭建Simulink模型并生成xPC实时内核以及用于传感器数据的显示和保存；目标机用于运行xPC实时内核，数据采集卡用于实现目标机与导引头稳定平台内部硬件电路及传感器的数据传输，快速调试方法由以下步骤实现：

步骤一、速度极性判断；

在宿主机上搭建速度极性判断模型，生成xPC实时内核并在目标机上运行，数据采集卡将目标机输出的速度极性与系统规定的速度极性对比，判断极性是否一致，如果是，则导引头稳定平台的速率陀螺反馈的极性不变，如果否，则导引头稳定平台的速率陀螺反馈的极性取反；

步骤二、系统辨识；

根据相关测量法在宿主机上搭建系统辨识Simulink模型，生成xPC实时内核并在目标机上运行，由相关测量法和系统输入输出得到系统的频率特性曲线，然后根据该频率特性曲线采用最小二乘法对系统进行辨识，获得辨识后的系统；

步骤三、速度环控制器设计及调试；

步骤三一、根据步骤二中获得的辨识后的系统，在宿主机上设计扰动观测器模型，并生成xPC实时内核，在目标机上运行，根据系统输入和采集的系统输出验证设计的扰动观测器是否满足要求；