[发明专利]一种基于多阶运动信息估计的前馈控制方法

摘要

本发明涉及一种基于多阶目标运动信息估计的前馈控制方法。CCD探测器接收编码器的角度信息和目标的轨迹信息做相减处理，提取目标脱靶量；位置修正控制器接收CCD探测器所采集到的目标脱靶量信息，并将目标脱靶量生成并输出跟踪控制信号，最终体现在控制对象指向角度的变化；编码器角度信息和目标脱靶量相加，提取得到反映目标真实运动轨迹的信息；多阶目标运动信息估计器接收提取出的目标轨迹信号，并利用该信号获取目标运动的速度、加速度、加加速度等高阶信号；前馈控制器接收目标的上述高阶信号生成并输出前馈控制信号；前馈控制信号和位置修正控制信号相加，生成并输出驱动控制信号，用于驱动控制对象，实现对目标脱靶量的闭环校正。

主权项

1.一种基于多阶目标运动信息估计的前馈控制方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤(1)：在控制对象上面安装编码器和CCD探测器，编码器获取对象的姿态角度信息，CCD探测器接收编码器的角度信息和目标的轨迹信息做相减处理，提取目标脱靶量e(k)；步骤(2)：位置修正控制器接收CCD探测器所采集到的目标脱靶量e(k)，并将目标脱靶量e(k)生成并输出跟踪控制信号，最终体现在控制对象指向角度的变化；步骤(3)：编码器角度信息y(k)和目标脱靶量e(k)相加，提取得到反映目标真实运动轨迹的信息r(k)；步骤(4)：多阶目标运动信息估计器接收提取出的目标轨迹信号，并利用该信号获取目标运动的速度、加速度、加加速度以及更高阶信号；步骤(5)：前馈控制器接收目标的速度、加速度、加加速度以及更高阶信号生成并输出前馈控制信号；步骤(6)：前馈控制信号和位置修正控制信号相加，生成并输出驱动控制信号，用于驱动控制对象，实现对目标脱靶量e(k)的闭环校正；步骤(4)中从控制角度出发，在控制器设计过程中考虑外回路主要由比例积分环节构成，且积分环节为多个，实现对速度、加速度、加加速度以及更高阶信号的估计；步骤(4)中每个积分环节形成内回路，加上比例反馈，以此提升控制内部过程变量的估计精度，这样可通过反向微分单独获得每个控制过程变量；从控制角度出发，在控制器设计过程中考虑外回路主要由比例积分环节构成，且积分环节为多个，实现对位置、速度、加速度、加加速度等高阶信息的估计，其控制输出表达式如下；其中，θ为位置输入，θ_e为滤波后的位置估计输出，k₁k₂为内环负反馈比例系数，k₃为外环比例系数，以此类推，若需获取更高阶的估计信息，可继续扩展积分环节。