[发明专利]一种四轴惯性稳定平台系统的二阶动态干扰力矩补偿方法

摘要

本发明提供了一种四轴惯性稳定平台系统的二阶动态干扰力矩补偿方法，该方法包括如下步骤：1、测量或计算四轴惯性稳定平台系统的转动惯量；2、测量得到所述稳定平台系统内部相对转动的角度和角速度，以及台体相对惯性空间的转动角速度；3、计算所述稳定平台系统的台体合成二阶动态干扰力矩；4、折算电机进行干扰力矩补偿的电机力矩，通过该电机力矩实现干扰力矩补偿；该方法明确给出了二阶动态干扰力矩的计算公式和补偿方法，有利于抑制载体存在角运动时的动态耦合误差，提高四轴惯性稳定平台系统的使用精度。

主权项

一种四轴惯性稳定平台系统的二阶动态干扰力矩补偿方法，其特征在于：用于计算四轴惯性稳定平台系统的台体合成二阶动态干扰力矩并进行补偿；所述四轴惯性稳定平台系统括基座、随动框架、外框架、内框架和台体，对应的本体坐标系分别为基座本体坐标系X₁Y₁Z₁、随动框架坐标系X_p3Y_p3Z_p3、外框架本体坐标系X_p2Y_p2Z_p2、内框架本体坐标系X_p1Y_p1Z_p1和台体本体坐标系X_pY_pZ_p；所述五个坐标系的原点重合，并且：台体本体坐标系的Z_p轴与内框架本体坐标系的Z_p1轴重合，外框架的本体坐标系的Y_p2轴与内框架本体坐标系的Y_p1轴重合，随动框架本体坐标系的X_p3轴与外框架本体坐标系的X_p2轴重合，基座本体坐标系的X₁轴与随动框架本体坐标系的Y_p3轴重合；其中，基座与载体固连，在所述稳定平台系统在载体带动下发生内部相对转动时，基座绕随动框架本体坐标系的Y_p3轴转动，随动框架绕外框架本体坐标系的X_p2轴转动，外框架绕内框架本体坐标系的Y_p1轴转动，内框架绕台体本体坐标系的Z_p轴转动；所述二阶动态干扰力矩补偿方法包括如下步骤：(1)、测量或计算得到四轴惯性稳定平台系统的转动惯量，包括：台体相对于X_p轴、Y_p轴、Z_p轴的转动惯量的内框架相对于X_p1轴、Y_p1轴、Z_p1轴的转动惯量的外框架相对于X_p2轴、Y_p2轴、Z_p2轴的转动惯量的随动框架相对于X_p3轴、Y_p3轴、Z_p3轴的转动惯量的(2)、测量得到所述稳定平台系统内部相对转动的角度和角速度，包括：随动框架绕外框架本体坐标系的X_p2轴转动的角度β_xk和角速度外框架绕内框架本体坐标系的Y_p1轴转动的角度β_yk和角速度内框架绕台体本体坐标系的Z_p轴转动的角度β_zk和角速度(3)、测量得到所述稳定平台系统的台体本体相对惯性空间转动的角速度，包括：台体本体绕X_p轴转动的角速度台体本体绕Y_p轴转动的角速度台体本体绕Z_p轴转动的角速度(4)、根据四轴惯性稳定平台系统的转动惯量、所述稳定平台系统内部相对转动的角度和角速度，以及所述稳定平台系统的台体本体相对惯性空间转动的角速度计算所述稳定平台系统的合成二阶动态干扰力矩，所述二阶动态干扰力矩包括：合成到台体X_p轴上的二阶动态干扰力矩合成到台体Y_p轴上的二阶动态干扰力矩合成到台体Z_p轴上的二阶动态干扰力矩合成到随动框架Y_p3轴上的二阶动态干扰力矩合成到随动框架Z_p3轴上的二阶动态干扰力矩(5)、根据步骤(4)计算得到的二阶动态干扰力矩，计算通过各框架轴端的电机进行实时补偿时的电机力矩，包括：折合到随动框架坐标系Y_p3轴上的电机力矩ΔM_Dy′、折合到外框架坐标系的X_p2轴上的电机力矩ΔM_Dx、折合到内框架坐标系的Y_p1轴上的电机力矩ΔM_Dy、折合到台体坐标系Z_p轴上的电机力矩ΔM_Dz；(6)、随动框架坐标系Y_p3轴上的电机、外框架坐标系X_p2轴上的电机、内框架坐标系的Y_p1轴上的电机、台体坐标系Z_p轴上的电机分别提供大小为ΔM_Dy′、ΔM_Dx、ΔM_Dy、ΔM_Dz的电机力矩，对二阶动态干扰力矩进行补偿。