【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，屬于慣性導航領域。
技術介紹
1、隨著運載體機動變軌飛行需求的增加，要求慣性導航系統在大機動、高動態條件下實現精確導航與制導。當運載體要做大機動變軌飛行時，三軸穩定平臺的內環軸會出現大姿態角情形，在這樣條件下，要求平臺伺服控制回路仍能保持足夠的穩定裕度和可靠性。
2、由于三軸穩定平臺采用的是框架式結構，當框架結構位置發生變化時，會引起框架結構的轉動慣量的變化，從而導致平臺伺服控制回路出現增益變化。而伺服控制回路增益發生改變，又會引起伺服控制回路幅值穩定裕度的改變。從而進一步影響可靠性和控制精度。
3、為了減小因框架轉動慣量改變而帶來的伺服控制回路增益改變，目前，三軸穩定平臺主要工作在內環±45°范圍內，內環小角度時引起的框架轉動慣量變化在可控范圍之內?，F有措施只能滿足機動姿態有限的載體上，難以滿足運載體大機動運動的要求。
技術實現思路
1、本專利技術的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，該方法在內環軸工作于大角度時，可以有效提高運載體大機動條件下的穩定性和可靠性。
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，所述三軸穩定平臺包括基座、外框架、內框架和臺體，對應的基座本體坐標系xbybzb、外框架本體坐標系內框架本體坐標系和平臺本體坐標系xpypzp；平臺本體坐標系的zp軸與內框架本
4、所述三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法實現如下：
5、測量得到三軸穩定平臺的臺體對平臺本體坐標系xp、yp、zp軸的轉動慣量內框架對內框架本體坐標系軸的轉動慣量外框架對外框架本體坐標系軸的轉動慣量
6、測量得到三軸穩定平臺相對轉動的角度，包括基座繞外框架本體坐標系的外框架軸軸轉動的角度βxk，外框架繞內框架本體坐標系的內框架軸軸轉動的角度βyk，內框架繞臺體本體坐標系的臺體軸zp軸轉動的角度βzk；
7、計算外框架軸的轉動慣量增益補償值計算公式如下：
8、
9、jxx為臺體軸和內框架軸轉動過程中耦合到軸的主轉動慣量。
10、優選的，通過如下方法測量得到三軸穩定平臺的臺體對平臺本體坐標系xp、yp、zp軸的轉動慣量內框架對內框架本體坐標系軸的轉動慣量外框架對外框架本體坐標系軸的轉動慣量
11、
12、在裝配臺體后，采用轉動慣量測試設備，利用扭轉法測試臺體三個方向的轉動慣量在裝配內框架后，采用轉動慣量測試設備，利用扭轉法測試內框架三個方向的轉動慣量在裝配外框架后，采用轉動慣量測試設備，利用扭轉法測試外框架的轉動慣量
13、優選的，通過如下方法測量得到基座繞外框架本體坐標系的外框架軸軸轉動的角度βxk，外框架繞內框架本體坐標系的內框架軸軸轉動的角度βyk，內框架繞臺體本體坐標系的臺體軸zp軸轉動的角度βzk：
14、在外框架軸軸上安裝角度傳感器，測量得到基座繞軸轉動的角度βxk；在內框架軸軸上安裝角度傳感器，測量得到外框架繞軸轉動的角度βyk；在臺體軸zp軸上安裝傳感器測量內框架繞zp軸轉動的角度βzk。
15、優選的，
16、優選的，基座本體坐標系xbybzb、外框架本體坐標系內框架本體坐標系和平臺本體坐標系xpypzp，四個坐標系的原點重合。
17、優選的，平臺本體坐標系到內框架本體坐標系的坐標轉換矩陣
18、
19、優選的，內框架本體坐標系到外框架本體坐標系的坐標轉換矩陣
20、
21、本專利技術與現有技術相比的優點如下：
22、(1)、本專利技術給出的一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，可補償臺體軸和內框架軸在任意角度時、尤其是內環在大角度時的增益變化。
23、(2)、本專利技術給出的一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，內框架可工作在非奇異值時的任意大角度情形，增加了載體大機動飛行的可靠性。
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1.一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，其特征在于：所述三軸穩定平臺包括基座、外框架、內框架和臺體，對應的基座本體坐標系xbybzb、外框架本體坐標系內框架本體坐標系和平臺本體坐標系xpypzp；平臺本體坐標系的zp軸與內框架本體坐標系的軸重合，內框架本體坐標系的軸與外框架本體坐標系的軸重合，外框架本體坐標系的軸與基座本體坐標系的xb軸重合；
2.根據權利要求1所述的一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，其特征在于：通過如下方法測量得到三軸穩定平臺的臺體對平臺本體坐標系xp、yp、zp軸的轉動慣量內框架對內框架本體坐標系軸的轉動慣量外框架對外框架本體坐標系軸的轉動慣量
3.根據權利要求1所述的一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，其特征在于：通過如下方法測量得到基座繞外框架本體坐標系的外框架軸軸轉動的角度βxk，外框架繞內框架本體坐標系的內框架軸軸轉動的角度βyk，內框架繞臺體本體坐標系的臺體軸zp軸轉動的角度βzk：
4.根據權利要求1所述的一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，其特征在于：
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1.一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，其特征在于：所述三軸穩定平臺包括基座、外框架、內框架和臺體，對應的基座本體坐標系xbybzb、外框架本體坐標系內框架本體坐標系和平臺本體坐標系xpypzp；平臺本體坐標系的zp軸與內框架本體坐標系的軸重合，內框架本體坐標系的軸與外框架本體坐標系的軸重合，外框架本體坐標系的軸與基座本體坐標系的xb軸重合；
2.根據權利要求1所述的一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，其特征在于：通過如下方法測量得到三軸穩定平臺的臺體對平臺本體坐標系xp、yp、zp軸的轉動慣量內框架對內框架本體坐標系軸的轉動慣量外框架對外框架本體坐標系軸的轉動慣量
3.根據權利要求1所述的一種三軸穩定平臺基于力學模型的轉動慣量補償方法，其特征在于：通過如下方法測量得到基座繞外框架本體...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高榮榮，魏宗康，彭荻，趙軍虎，
申請(專利權)人：北京航天控制儀器研究所，
類型：發明
國別省市：
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