[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

说明书

本发明公开了一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法，首先根据四轴三框架平台框架轴系与台体坐标轴对应关系计算框架角偏差在台体坐标系投影、再以各轴角度差分配加矩量的粗加矩开环控制，使框架角从任意位置快速转动至目标位置，同时降低三轴交联的影响，最后在目标附近进行粗加矩闭环控制和精加矩闭环控制，使框架稳定在目标位置。本发明三轴同时快速转动至目标位置且保持高精度的方法，有利于消除平台交联的现象，进而实现对惯性导航系统快速发射的目的。

技术领域

本发明属于惯性导航系统快速转位技术领域，涉及一种相关四轴惯性平台系统的飞行器快速转位的方法。

背景技术

惯性平台为飞行器提供惯性信息，是惯性导航系统的重要组成部件，其初始对准的时间和精度，直接影响飞行器的准备时间和最终精度。缩短对准的时间并具有稳定的高精度对准，是提高飞行器的发射机动性的有效途径，对飞行器的机动能力有重要的意义。

目前，平台式惯性导航系统的发射准备时间与平台转至目标位置的时间相关，针对四轴三框架平台，其环架多投影关系复杂、存在转位时间长、转位过程容易发生交联现象及短时间不能保证精度的问题。

通过以上分析可以看出，准确快速地从任意位置转至目标角度，需要解决平台转位快速性和精度问题。使平台能迅速转至目标位置，解决在转位过程中由于投影关系复杂引起的平台各个环架交联导致的持续转动或飞转问题，针对该难题提出合理控制方案；同时平台在规定时间要达到精度稳定的要求，需要在快速转位至目标位置附近后，提出精加矩控制算法，独立地控制平台三个轴。因此降低转位时间，保持平台精度，是惯性导航快速发射领域的迫切需求。因此，需要研究一种新的平台高精度转位的方法，解决四轴三框架平台从极限位置转至目标位置的快速性和精度的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法，首先根据四轴三框架平台框架轴系与台体坐标轴对应关系计算框架角偏差在台体坐标系投影、再以各轴角度差分配加矩量的粗加矩开环控制，使框架角从任意位置快速转动至目标位置，同时降低三轴交联的影响，最后在目标附近(给定值)进行粗加矩闭环控制和精加矩闭环控制，使框架稳定在目标位置。本发明三轴同时快速转动至目标位置且保持高精度的方法，有利于消除平台交联的现象，进而实现对惯性导航系统快速发射的目的。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于四轴惯性平台系统高精度快速转位方法，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。