[发明专利]一种四轴惯性稳定平台伺服回路柔顺连续变结构控制方法

说明书

本发明公开了一种四轴惯性稳定平台伺服回路柔顺连续变结构控制方法，包括：根据台体上安装的陀螺仪输出的角速度，得到台体在Xsubgt;p/subgt;轴、Ysubgt;p/subgt;轴和Zsubgt;p/subgt;轴上的角速度分量和测量得到四轴惯性稳定平台内部相对转动的角度：βsubgt;xk/subgt;、βsubgt;yk/subgt;和βsubgt;zk/subgt;；根据给定的柔顺连续变结构参数k的值，计算得到柔顺连续变结构的角速度修正值Δω；根据βsubgt;xk/subgt;、βsubgt;yk/subgt;、βsubgt;zk/subgt;、和Δω，计算得到ωsubgt;z/subgt;、ωsubgt;y/subgt;、ωsubgt;x/subgt;和ωsubgt;yk′/subgt;；将计算得到的ωsubgt;z/subgt;、ωsubgt;y/subgt;、ωsubgt;x/subgt;和ωsubgt;yk′/subgt;反馈给四轴惯性稳定平台伺服回路控制器，实现回路柔顺连续变结构控制。本发明所述方法可以确保四轴惯性稳定平台台体相对惯性空间稳定，具有全姿态、高精度的优点。

技术领域

本发明属于惯性测量技术领域，尤其涉及一种四轴惯性稳定平台伺服回路柔顺连续变结构控制方法。

背景技术

由于三轴惯性平台存在“框架锁定”现象，难以满足载体大机动运动的要求，因此，产生了四轴惯性平台。四轴惯性平台相对三轴惯性平台，在台体、内框架和中框架的基础上增加了外框架，外框架处于平台中框架和基座之间。

在工程应用中，为了使四轴惯性平台台体相对惯性空间稳定，在内框架轴上安装了限位挡钉以使内框架角度的范围受限(一般不超过±45°)。当β_xk＝±90°时，内框架角将会随着载体的运动而发生变化，不能保持在零位。

一种解决方法如下：“将外框架转动90°的方法使内框架角回到零位附近，同时使中框架离开±90°位置，从而使得三框架四轴平台重新符合传统随动回路工作条件”，参见文献“四轴惯性平台随动框架控制策略研究，导航与控制2017年第4期”。采用该方法时，会使内框架角度和中框架角度处于不同的区间，内框架限位时柔顺连续变结构控制存在不同控制信号间的切换，在切换时刻会引起台体的瞬时抖动，导致台体相对空间有晃动。

因此，本领域亟需研究一种新的解耦方法以改进内框架受限时柔顺连续变结构控制的不足之处。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种四轴惯性稳定平台伺服回路柔顺连续变结构控制方法，克服了内框架限位时柔顺连续变结构控制在过渡过程中对台体稳定性的影响，使得台体相对惯性空间的稳定性增强，提高了四轴惯性稳定平台导航解算的精度。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种四轴惯性稳定平台伺服回路柔顺连续变结构控制方法，包括：

根据台体上安装的陀螺仪输出的角速度，得到台体在X_p轴、Y_p轴和Z_p轴上的角速度分量ω_xp、ω_yp和ω_zp；

测量得到四轴惯性稳定平台内部相对转动的角度：β_xk、β_yk和β_zk；其中，β_xk表示外框架绕中框架本体坐标系的X_p2轴转动的角度，β_yk表示中框架绕内框架本体坐标系的Y_p1轴转动的角度，β_zk表示内框架绕台体本体坐标系的Z_p轴转动的角度；

给定柔顺连续变结构参数k的值；

根据给定的柔顺连续变结构参数k的值，计算得到柔顺连续变结构的角速度修正值Δω；