[发明专利]一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法

权利要求书

1.一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)，在每个控制周期，获取当前框架角的位置θ_Fi，根据框架角期望值θ_FDi和当前框架角的位置θ_Fi，计算框架角偏差Δθ_Fi，i＝y′，x，y，z,分别对应平台随动轴，外环轴，内环轴和台体轴；

步骤(2)，根据框架轴系与台体坐标轴的对应关系计算框架角偏差Δθ_Fi在台体坐标系投影Δθ_Pi，i＝x，y，z；

步骤(3),根据步骤(2)所得Δθ_Pi对陀螺进行粗加矩角度差转动控制，并判断框架角偏差在台体坐标系投影Δθ_Pi是否小于给定值α，如果Δθ_Pi＜α，使对应的陀螺进行步骤(4)，否则，重复步骤(1)至步骤(3)；

步骤(4)，根据框架角偏差在台体坐标系投影Δθ_Pi，对陀螺进行粗加矩闭环控制，同时判断框架角偏差在台体坐标系投影Δθ_Pi是否同时小于给定值β，i＝x，y，z；如果各框架角偏差在台体坐标系投影Δθ_Pi同时小于给定值β，则进行步骤(5)，否则重复步骤(4)；

步骤(5)，根据框架角偏差在台体坐标系投影Δθ_Pi，对陀螺进行精加矩闭环控制，直至各框架角稳定在目标位置。

2.根据权利要求1所述的一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法，其特征在于，所述步骤(1)中，考虑负反馈控制的要求，使框架角偏差Δθ_Fi为[-180°,180°]，

其中，Δθ′_Fi＝θ_Fi-θ_FDi。

3.根据权利要求2所述的一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法，其特征在于，随动环正常工作的随动状态下：

当台体轴框架角期望值θ_FDz为90°或180°时，随动轴框架角偏差Δθ_Fy′和内环轴框架角偏差Δθ_Fy都取负；

当外环轴框架角期望值θ_FDx为180°，随动轴框架角偏差Δθ_Fy′取负；

当台体轴框架角期望值θ_FDz为90°或180°且外环轴框架角期望值θ_FDx为180°时，随动轴框架角偏差Δθ_Fy'取正；

随动环工作在锁零状态的随锁状态时：

当外环轴框架角期望值θ_FDx为90°或270°时，平台框架轴系方位轴为台体轴；

其他情况下，平台框架轴系的方位轴为内环轴；

平台框架轴系的方位轴为内环轴时，若台体轴框架角期望值θ_FDz为90°或180°时，则平台框架轴系方位轴的框架角偏差取负。

4.根据权利要求1所述的一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法，其特征在于，所述步骤(2)中，框架角偏差在台体坐标系投影Δθ_Pi为：

随动环正常工作的随动状态时，

其中为对应关系矩阵；

随动环工作在锁零状态的随锁状态时，

其中为对应关系矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法，其特征在于，所述步骤(3)中，对陀螺进行粗加矩角度差转动控制的具体方法包括：

步骤(3.1)，计算框架角偏差在台体坐标系投影Δθ_Pi，i＝x，y，z的绝对值的最大值，Δθ_Pmax＝max(abs(Δθ_Px),abs(Δθ_Py),abs(Δθ_Pz))；

步骤(3.2)，根据Δθ_Pmax计算施加到陀螺的无量纲控制量u_i。