单轴稳定器跟踪器修正回路舒拉调谐ppt课件

平台分析概述,主要内容：平台工作的物理过程及简化的动态分析,空间稳定平台vs跟踪平台(trackingPlatfrom)单自由度陀螺vs二自由度(Two-Degree-of-Freedom),基于单自由度陀螺的平台,基于二自由度陀螺的平台,1,单轴稳定器结构图,基于单自由度陀螺的单轴稳定器(Single-AxisStabilizer),部件结构图,转动坐标系,2,单轴稳定器1物理工作过程,单轴稳定器工作的物理过程,初始：陀螺输入轴/稳定轴,沿稳定轴的干扰力矩干扰角速度陀螺力矩（沿输出轴）陀螺绕输出轴角速度陀螺绕输出轴转角输出轴传感器电压送至稳定轴力矩电机控制力矩与干扰角速度相反的角速度陀螺力矩抵消沿着稳定轴力矩平衡特点：偏离初始位置小角,3,单轴稳定器1数学稳定,过程数学描述（三区段）：,1.t=0+,2.t=t1,3.t=t2,t2时刻,4,单轴稳定器1数学跟踪,单轴跟踪器：给陀螺加控制电流,讨论It作用时，可认为,(1)t=0+,(2)t=t1,(3)t=t2,保持It不变，则,单轴稳定器、跟踪器与惯导平台,5,单轴稳定器1方块图,单轴稳定器特性分析,各环节传递函数,1、台体,2、积分陀螺,3、平台控制器,静态增益C1,4、力矩电机,6,单轴稳定器1方块图2,陀螺效应,设Mfx=0，得简化图,7,单轴稳定器1静态动态刚度,当MfY为阶跃输入，稳态误差,静态伺服刚度，表示平台系统的抗干扰能力,减小静差的途径：,提高C1,减小,当MfY为正弦输入：动态伺服刚度,Jp对动态伺服刚度的影响,带宽设计：合理选择陀螺仪时间常数,8,单轴稳定器1陀螺干扰力矩,考察陀螺进动轴的干扰力矩引起的稳态误差,9,单轴稳定器1陀螺干扰影响,当Mfx为阶跃函数，误差稳态值：,或者,陀螺干扰力矩的影响：平台漂移（角速度）,10,单轴稳定器1稳定性分析,忽略陀螺力矩影响、电机模型简化为比例环节C2,11,单轴稳定器1稳定性分析2,开环传递函数,设G(S)=C1,根轨迹图,对任何K值，系统都不稳定,12,单轴稳定器1稳定性分析3,引入校正环节，增加零点,12,校正后的系统根轨迹,条件稳定系统,13,修正回路概述,半解析惯导系统的修正回路（UpdatingLoop),如何根据加速度计的输出控制平台，跟踪地理坐标系舒拉调谐(SchulerTuning),简化假设：,航向角=0，且飞行器无摆动运动忽略（单自由度）陀螺力矩的影响平台水平偏角很小（忽略回路间的交叉耦合影响）,14,SDFIG平台东向回路图,采用单自由度积分陀螺的惯导平台,东向加速度计回路（由图2-8抽取）,15,SDFIG平台方块图,符号说明,稳定回路的简化：1/HS,16,SDFIG平台东向回路简化,列写运动方程,17,SDFIG平台运动方程,上式整理，得,选择参数，满足,则,消除了飞行器的加速度和地球自转角速度对偏差角的影响,18,SDFIG平台舒拉调谐,对求解,振荡周期,舒拉调谐,舒拉周期,稳定回路与修正回路的各自作用,19,舒拉调谐理想数学摆1,不受加速度影响的数学摆,静止的摆能准确指示当地垂线方向水平加速度会导致摆偏离地垂线方向加速度ax越大，偏角越大摆长L越大，偏角越小,加速度ax产生绕A点的转动力矩,单摆向后摆的加速度,20,舒拉调谐理想数学摆2,物体水平运动加速度对地垂线方向的影响,当物体在加速度ax作用下由AB地垂线也相对惯性空间转动了角度角度和水