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        強干擾慣性穩(wěn)定平臺的關(guān)鍵技術(shù)研究

        2019-02-08 13:02:24楊數(shù)強王招娣
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年1期

        楊數(shù)強 王招娣

        摘 要:受到各類新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)的影響,光電跟蹤系統(tǒng)開始嘗試?yán)眠\動平臺。其中的載體運動導(dǎo)致光電跟蹤系統(tǒng)的視軸出現(xiàn)抖動情況,所以,應(yīng)運用慣性穩(wěn)定平臺予以有效抑制,發(fā)揮出其擾動抑制的作用。本文通過闡述強干擾慣性平臺的構(gòu)成情況,說明了慣性傳感器技術(shù)的應(yīng)用。此研究以分析強干擾慣性穩(wěn)定平臺的關(guān)鍵技術(shù)為目的,從而有效發(fā)揮出強干擾慣性穩(wěn)定平臺的良好作用。

        關(guān)鍵詞:強干擾;慣性穩(wěn)定平臺;關(guān)鍵技術(shù)

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.124

        0 前言

        眾所周知,慣性穩(wěn)定平臺主要功能在于對平臺載體的有效隔離,讓系統(tǒng)鎖定的目標(biāo)處于慣性空間中維系一定的穩(wěn)定性,同時結(jié)合相應(yīng)的跟蹤指令,讓受穩(wěn)控目標(biāo)處于干擾力矩作用之下可以形成相應(yīng)的規(guī)律運動。針對慣性穩(wěn)定平臺而言,涵蓋了諸多技術(shù),比如:慣性技術(shù)、自動管控技術(shù)、信號調(diào)控技術(shù)以及電機伺服管控技術(shù)等等。鑒于此,深入探討和分析強干擾慣性穩(wěn)定平臺的關(guān)鍵技術(shù)顯得十分必要,具有重要的研究意義和實踐價值。

        1 強干擾慣性穩(wěn)定平臺構(gòu)成說明

        對于強干擾慣性穩(wěn)定平臺而言,主要涵蓋了慣性傳感器、管控器、相應(yīng)平臺、驅(qū)動器以及負(fù)載部分等構(gòu)成。當(dāng)載體受到擾動情況下,依靠慣性傳感器裝置把擾動傳送到相應(yīng)的管控器中,并以相關(guān)計算方法作為依據(jù),對平臺內(nèi)的電機與驅(qū)動器裝置予以有效管控,產(chǎn)生反向的運動,保證平臺視軸的穩(wěn)定性。

        將裝設(shè)傳感器具體的位置當(dāng)作依據(jù),針對慣性穩(wěn)定平臺來說,以捷聯(lián)式與平臺式兩類為主。其中前者會把慣性傳感器裝置裝設(shè)到載體上面,使載體和平臺間存在相應(yīng)位置的傳感器裝置,而管控器裝置則以慣性傳感器與具體位置的傳感器信息當(dāng)作依據(jù),科學(xué)將平臺擾動情況計算出來,并借此達(dá)到管控平臺穩(wěn)定性的目的,其中主要運用到前饋管控技術(shù)[1]。后者把慣性傳感器裝置裝設(shè)到平臺中,依靠管控器裝置,完成平臺的有效反饋管控。

        針對以運動平臺為主的光電跟蹤系統(tǒng)來說,關(guān)于視軸出現(xiàn)抖動的原因,主要在于平臺改變的影響,鑒于平臺式慣性穩(wěn)定平臺以直接的形式進(jìn)行平臺運行情況的信息采集處理,當(dāng)傳感器相關(guān)參數(shù)一致時,相較于捷聯(lián)式,其在獲得有關(guān)擾動信息方面的準(zhǔn)確度與實時性更好,并且抑制載體擾動作用的水平也非常良好,表現(xiàn)出針對傳感器有關(guān)相位參數(shù)不夠敏感的情況,凸顯出一定的穩(wěn)定性。

        從平臺構(gòu)造的角度來說,關(guān)于慣性穩(wěn)定平臺則涵蓋了框架與近似快速反射管控鏡式的構(gòu)造為主。前者運用了一個或者諸多萬向架構(gòu)成了相應(yīng)的單軸及多軸轉(zhuǎn)臺,不同軸相應(yīng)的驅(qū)動形式涵蓋了直接與間接兩種驅(qū)動方式。在這當(dāng)中,框架慣性穩(wěn)定平臺擁有更廣泛的工作區(qū)間,在擾動抑制帶寬方面很低,相應(yīng)的精準(zhǔn)度與穩(wěn)定性也不佳。

        實際上,平臺式慣性穩(wěn)定平臺即為近似快速管控反射鏡相應(yīng)的二自由度旋轉(zhuǎn)構(gòu)造,涵蓋了具體的基座、平臺、支撐以及電機等設(shè)施部分。電機裝置運用的為音圈電機,其不僅移動慣量較小,相應(yīng)的反作用力矩較低,而且使驅(qū)動器有關(guān)要求下降,促使系統(tǒng)帶寬提升。其中的音圈電機呈現(xiàn)出成對正交布設(shè)的狀態(tài),所處方向一致,依靠兩個音圈電機進(jìn)行推挽處理,降低了驅(qū)動作用造成的不平衡程度[2]。此類型慣性穩(wěn)定平臺擁有阻尼較小、零摩擦且線性度良好等優(yōu)勢,能使慣性穩(wěn)定平臺在載體振動抑制方面作用更加明顯。

        2 慣性傳感器技術(shù)應(yīng)用

        2.1 加速度計相關(guān)技術(shù)設(shè)備說明

        以檢測目標(biāo)作為依據(jù),對于加速度計能劃分成角加速度計與線加速度計。前者依靠力平衡作用原理,處于某環(huán)形腔體中,運用慣性液體或者電氣阻尼器裝置完成角加速度測定任務(wù)。鑒于角加速度的相應(yīng)慣性液體或者電氣阻巧器方面的作用影響,致使低頻的反應(yīng)能力很慢,而最高的響應(yīng)頻率同樣較低,所以,對于高帶寬慣性穩(wěn)定平臺的管控而言,并不適用[3]。后者又包含了力平衡加速度計與振動弦加速度計兩類,比如:常見其石英撓性加速度計的應(yīng)用范圍便很廣。由某角加速度計與MEMS線加速度計的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)情況。

        可知,角加速度計的帶寬是非常低的,難以達(dá)到慣性穩(wěn)定平臺高帶寬管控的規(guī)定。而線加速度計的帶寬很寬,不過線加速度計所測定的為線速度,慣性穩(wěn)定平臺則測定的為角加速度,所以采用裝設(shè)更多的線加速度計在平臺之上的方式,完成角加速度計算任務(wù),而MEMS線加速度計和石英撓性加速度計相關(guān)指標(biāo)近似,在重量與體積方面更小,能夠在慣性穩(wěn)定平臺管控中發(fā)揮出更好的作用。

        2.2 慣性速率檢測技術(shù)

        通過利用陀螺進(jìn)行慣性速率的科學(xué)檢測,相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)涵蓋了下述幾個部分:有關(guān)標(biāo)度的因素、零偏和零偏的平穩(wěn)性、角度與速率的隨機性游走、速率的斜坡以及帶寬與量程等構(gòu)成。依據(jù)相關(guān)技術(shù)指標(biāo),陀螺涵蓋了戰(zhàn)略、慣導(dǎo)、商業(yè)以及戰(zhàn)術(shù)等級別。

        3 結(jié)論

        從此次論文的闡述與分析當(dāng)中可知,深入探討和分析強干擾慣性穩(wěn)定平臺的關(guān)鍵技術(shù)顯得十分必要,具有重要的研究意義和實踐價值。本文通過闡述強干擾慣性平臺的構(gòu)成情況,說明了慣性傳感器技術(shù)的應(yīng)用:加速度計相關(guān)技術(shù)設(shè)備說明、慣性速率檢測技術(shù)。希望此次研究的內(nèi)容與結(jié)果,可以獲得有關(guān)工作人員的關(guān)注與重視,并從中得到一定的幫助,推動強干擾慣性穩(wěn)定平臺的技術(shù)發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張杰,仇振安,李運動等.鋼帶傳動技術(shù)在慣性穩(wěn)定平臺中的應(yīng)用[J].電光與控制,2016,23(15):125-130.

        [2]蔣鴻翔,朱娜,夏剛等.一種結(jié)合擾動觀測器的慣性穩(wěn)定平臺穩(wěn)定回路設(shè)計[J].機械與電子,2016,34(14):151-154.

        [3]胡悅.浮球式慣性平臺動態(tài)積分滑??刂品椒ㄑ芯縖J].現(xiàn)代防御技術(shù),2016,44(22):134-136.

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