稳定平台关键技术综述

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惯性导航技术发展综述---精品模板

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惯性导航技术发展综述学号:XXXXXXX ,姓名:XXX摘要:本文针对惯性导航系统,阐述了惯性导航的发展历程,并对惯性导航系统的原理进行了简要的说明。

同时,介绍了惯性导航系统中常用仪表的发展历史,以及惯性导航系统目前的发展趋势。

关键词:惯性导航系统、常用仪表、发展一.引言在各类导航系统中,惯性导航系统被认为是最重要的一种导航系统.惯性导航是以测量运动体加速度为基础的导航定位方法,测量到的加速度经过一次积分可以得到运动速度,经过二次积分可以得到运动距离,从而给出运动体的瞬时速度和位置数据。

这种不依赖外界信息,只靠载体自身的惯性测量来完成导航任务的技术也叫自主式导航.而惯性导航系统则是一种利用惯性敏感器件、基准方向及最初的位置信息来确定运载体在惯性空间中的位置、方向和速度的自主式导航系统,有时也简称为惯导。

由于惯导具有高度的自主性、隐蔽性以及信息的完备性等特点,随着国民经济建设与国防建设的发展,应用日益广泛。

目前惯性导航不仅应用于军事、工程和科学研究等领域,而且已扩展到民用领域,如石油钻井、大地测量、移动机器人等系统中。

随着现代科技的发展,惯性导航系统技术也得到了一些新的发展,如捷联式惯性导航系统、惯性导航敏感器件的发展等,这些新技术为惯导技术的发展注入了新的活力,推动着惯导技术的进一步发展。

本文针对惯性导航系统,介绍了它的发展历史和基本原理,以及与其相关的仪表陀螺仪、加速度计的发展历程,并对惯导系统目前的发展趋势进行了介绍。

二.惯性导航发展历程1930年以前的惯性技术被称为第一代惯性技术。

其包括了1687年牛顿提出的为惯性导航奠定了理论基础的力学三大定律;1852年,傅科根据欧拉和拉格朗日的刚体定点转动理论制造出的用于验证地球自转运动的测量装置;1908年安修茨研制出的世界上第一台摆式陀螺罗经;以及1923年的休拉摆原理。

第一代惯性技术为整个惯性导航发展奠定了基础.第二代惯性技术始于上世纪40年代火箭发展的初期,从二战期间,惯性技术在德国V—2火箭的制导上的首次应用;20世纪50年代麻省理工学院成功研制了单自由度液浮陀螺,并在B29飞机上成功应用;1958年鹦鹉螺号装备N6-A 和MK-19进行潜航并成功秘密到达目的地;到20世纪60年代,挠性陀螺研究的逐渐起步.这一时期,还出现了另一种惯性传感器-加速度计.另一方面,为提高陀螺仪表精度、减少误差,静电陀螺、磁悬浮陀螺和气浮陀螺概念被提出。

物联网关键技术及发展综述

物联网关键技术及发展综述

物联网关键技术及发展综述计算机应用技术黄月华11025008物联网关键技术及发展综述【摘要】在生活节奏快捷以及科技发达的今天,“物联网”逐渐成为人们热议的话题,本文阐述了物联网的概念与定义,介绍了物联网的关键技术,并对物联网的发展现状及未来展望进行了研究。

【关键词】物联网;RFID;传感技术;发展现状一、物联网的概念与定义物联网(Internet of Things),指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。

物联网是由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点领域,它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知的信息传送到用户终端。

物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。

物联网概念的问世,打破了之前的传统思维。

过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开:一方面是机场、公路、建筑物, 而另一方面是数据中心, 个人电脑、宽带等。

而在“物联网”时代, 钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施, 在此意义上, 基础设施更像是一块新的地球工地, 世界的运转就在它上面进行, 其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。

在物联网时代,通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发数据,我们在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度,从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接,实现任何时间和任何地点的无处不在的网络连接。

二、国内外物联网发展现状从国际上看,欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作,并且已作了大量研究开发和应用工作。

如美国把它当成重振经济的法宝,所以非常重视物联网和互联网的发展,它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等),改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。

《网络安全保护平台建设应用与挂图作战》记录

《网络安全保护平台建设应用与挂图作战》记录

《网络安全保护平台建设应用与挂图作战》读书笔记目录一、内容综述 (2)二、网络安全保护平台建设的重要性 (3)三、网络安全保护平台的建设应用 (4)(一)平台建设概述 (5)(二)关键技术应用 (6)(三)应用案例分析 (7)四、网络安全保护平台的挂图作战策略 (9)(一)挂图作战概念及重要性 (10)(二)挂图作战的实施步骤 (11)(三)挂图作战的案例分析 (12)五、网络安全保护平台面临的挑战与对策 (14)(一)技术挑战 (16)(二)管理挑战 (17)(三)法律与监管挑战 (18)(四)对策与建议 (20)六、网络安全保护平台的未来发展趋势 (21)(一)技术发展趋势 (23)(二)政策与法规发展 (24)(三)未来市场预测及建议七、网络安全法律法规及合规性建设 (25)一、内容综述在《网络安全保护平台建设应用与挂图作战》作者深入探讨了网络安全保护平台的建设与应用,以及如何通过挂图作战来提高网络安全的整体水平。

本书不仅涵盖了网络安全保护平台的基础知识,还详细介绍了多种实用的网络安全分析技术和防护策略。

在内容方面,本书首先对网络安全保护平台的概念、特点和作用进行了阐述,使读者对这一领域有一个清晰的认识。

作者详细讲解了平台的核心架构、功能模块以及关键技术,包括数据采集与预处理、分析与识别、响应与处置等。

这些内容为读者提供了网络安全保护平台的整体框架和核心技术支持。

本书还重点介绍了挂图作战在网络安全保护中的应用,挂图作战是一种创新的网络安全防御方法,通过将网络安全威胁进行可视化展示,帮助安全团队更好地了解当前的安全状况,发现潜在的风险点,并制定有效的应对措施。

作者通过丰富的案例和实践经验,向读者展示了挂图作战在实际应用中的巨大优势。

在本书的作者还针对网络安全保护平台的未来发展趋势进行了展望,提出了许多有益的建议和思考。

这些建议不仅有助于提升网络安全保护平台的建设水平,还将推动整个网络安全行业的持续发展。

3GPP R165G核心网技术综述

3GPP R165G核心网技术综述

第45卷总第491期3GPP R165G核心网技术综述黄震宁,李爱华,张昊,吴玲,董嘉(中国移动通信有限公司研究院,北京100053)【摘要】针对2020年6月冻结的3GPPR165G核心网标准,从基础能力拓展优化、垂直行业能力增强、网络智能化提升三个方面展开阐述,涉及ETSUN、LCOC、NPN、5G LAN、eNA等关键特性,同时指出运营商在在引入过程中需要考虑的问题和优化方向,可为产业界就R16相关能力的引入和优化,以及与行业客户需求的进一步结合提供参考。

【关键词】5G;R16标准;核心网doi:10.396973.issn.l006-1010.2021.01.016中图分类号:TN929文献标志码:A文章编号:1006-1010(2021)01-0085-05引用格式:黄震宁,李爱华,张昊,等.3GPP R165G核心网技术综迷Q].移动通信,2021,45(1):85-89.扫描二维码与作者交流A Survey on3GPP R165G Core Network lechnologiesHUANG Zhenning,LI Aihua,ZHANG Hao,WU Ling,DONG Jia(China Mobile Research Institute,Beijing100053,China)[Abstract]For the3GPP R165G core network standard frozen in June2020,this paper elaborates the expansion and optimization of b asic capabilities,the capability enhancement of vertical industry and the improvement of network intelligence,including the keycharacteristics such as ETSUN,LCOC,NPN,5G LAN,and eNA.Meanwhile,the potential issues and optimization directions arepointed in the introduction process of operators,which provides references for industrial community to introduce and optimizeR16-related capabilities and further integrate with the requirements of i ndustry customers.[Keywords]5G;Rel-16standard;core network0引言3GPP按照不同版本来规划每个阶段的标准,R16是5G的第一个演进版本标准,已经于2020年6月正式冻结。

5G无线通信系统的关键技术综述

5G无线通信系统的关键技术综述

0 引言
术,使计算机网络信息技术的发展进一步深入,更
随着科学技术的快速发展,传统的网络技术已
有效地挖掘出高质量的资源。5G无线通信系统采
不能适应现代技术的发展,这就需要更科学的管理 方法,5G无线通信系统便是最好的选择。
用小基站的方式来实现强大的网络信息覆盖,这使 得5G在社区的普及和应用更加方便[2]。并根据小区
[J].电子测试,2019(11):84-85. [2] 杨绿溪,何世文,王毅,代海波.面向5G无线通
信系统的关键技术综述[J].数据采集与处理, 2015,30(03):469-485. [3] 胡斌,刘文忠.5G无线通信系统网络安全问 题的分析与探究[J].网络安全技术与应用, 2020(10):95-96. [4] 徐小娟.面向5G移动通信系统的网络优化关键 技术研究[D].四川:电子科技大学,2017. [5] 郑健海.面向5G移动通信系统的信道估计关键 技术研究[D].江苏:东南大学,2017. [6] 郑国鑫.关于面向5G无线通信系统的关键技术 分析[J].中国新通信,2017,19(12):8. [7] 崔方宇.面向无线通信系统中非正交空口的关 键技术研究[D].浙江:浙江大学,2019. [8] 胡捷.面向5G无线通信系统的关键技术研究 [J].电信技术,2018(S1):30-31. [9] 廖华.面向5G无线通信系统的关键技术综述 [J].通信世界,2018(09):22-23.
Abstract — This paper describes the overview and advantages of 5g wireless communication technology, including the integration of diversified communication technology means, heterogeneous wireless communication network, cloud computing technology, millimeter wave high frequency band communication, wireless communication system architecture. Index Terms — 5G system, wireless communication, heterogeneous network, millimeter wave high frequency band communication.

临近空间光学载荷设计关键指标与技术综述

临近空间光学载荷设计关键指标与技术综述

临近空间光学载荷设计关键指标与技术综述引言临近空间指的是地球轨道附近的太空区域,是人类进行航天工程、科学研究和资源勘探的重要空间范畴。

光学载荷是指在临近空间中利用光学技术获取或处理信息的设备,包括相机、望远镜、光学测量设备等。

光学载荷的设计关键指标和技术在临近空间任务的成功实施中起着至关重要的作用。

本文将对临近空间光学载荷的设计关键指标和技术进行综述,为相关工程师和研究人员提供参考。

1.光学载荷设计关键指标光学载荷的设计关键指标是影响其性能和实用性的重要因素。

以下是一些常见的光学载荷设计关键指标:1.1分辨率分辨率是光学载荷能够识别和显示目标细节的能力。

对于临近空间任务,高分辨率是必要的,可以获取更多的细节信息,从而支持科学研究和任务需求。

分辨率通常以角度或线数表示,如视场角、线对数等。

1.2探测灵敏度光学载荷的探测灵敏度是指其对光信号的接收和处理能力。

高探测灵敏度可以提高载荷对弱光信号的探测能力,从而增加任务的成功率。

探测灵敏度与传感器的噪声、接收面积等因素有关。

1.3平台稳定性光学载荷的平台稳定性是指其在临近空间环境下对姿态、振动等影响的抵抗能力。

稳定的平台可以保持载荷的准确定位和相对运动,提高成像质量和观测精度。

1.4抗辐射性能临近空间环境中存在辐射颗粒的影响,光学载荷应具备一定的抗辐射能力。

抗辐射性能包括对电子、离子辐射的防护和物理改善措施,以减少对载荷的影响。

2.光学载荷设计关键技术为了实现临近空间光学载荷的设计关键指标,需要运用一系列关键技术。

以下是一些常见的光学载荷设计关键技术:2.1光学系统设计光学系统设计是光学载荷设计的核心技术之一。

它包括光学元件的选择、成像原理的确定、光路设计等方面。

通过综合考虑分辨率、视场角等指标,进行优化设计,可以获得满足要求的光学载荷。

2.2平台稳定控制技术为了保证临近空间光学载荷的平台稳定性,需要采用相应的平台稳定控制技术。

这些技术包括振动抑制、姿态控制、自适应光学等,通过传感器和控制系统的配合,实现载荷在临近空间的精确定位和跟踪。

电力信息化平台建设技术综述

电力信息化平台建设技术综述

电力信息化平台建设技术综述一、引言电力行业是国民经济的重要组成部分,随着信息技术的发展,电力企业也逐步开始推行信息化建设,电力信息化平台的建设技术成为电力行业发展的必须之路。

二、电力信息化平台的概念电力信息化平台是指依托现代信息技术手段,对电力生产、运输、销售、管理等各个环节进行全面数字化、网络化、自动化和信息化的建设,使其达到集成化、规范化和高效化的管理与运营水平。

三、电力信息化平台建设的必要性1.优化业务流程。

实现信息化的管理方式可以提高信息的传递和业务流程的协同性,从而提升电力企业的工作效率。

2.提升服务质量。

通过电力信息化平台,电力企业可以快速响应客户的需求,并为客户提供全方位的服务。

3.降低成本。

电力信息化平台可以实现信息的共享与利用,避免了信息孤岛的问题,从而提高了资源的利用效率与降低了企业的成本。

4.加强安全防护。

电力信息化平台可以实现信息的保护和风险管理,提高了企业的信息安全性和风险控制水平。

四、电力信息化平台建设的关键技术1.数据采集、处理与存储技术。

电力系统是一个巨大的数据源,电力信息化平台必须依靠先进、稳定的数据采集技术,采集并存储各种电力数据,如电能质量、用电量、供电质量等,对这些数据进行处理后,进入数据库进行存储。

2.系统集成技术。

电力信息化平台需要解决众多系统的集成和协同问题。

企业内部各个部门、外部供应商以及客户端之间的信息交互、控制和反馈,需要进行复杂的系统集成。

3.智能化技术。

目前,电力信息化平台建设也借助了智能化技术,在数据分析、发电调度、负荷预测、电网优化、客户服务等方面,通过机器学习、人工智能、大数据等技术手段,提高了电力企业的智能化水平。

4.安全防护技术。

针对电力信息化平台建设过程中面临的安全问题,应加强企业信息系统的安全性防护,在硬件、软件和网络设备等方面实施有效措施,保护企业信息系统的完整性、可靠性和安全性。

五、电力信息化平台建设的现状与发展趋势目前,中国的电力信息化平台建设已经在快速发展中。

5G网络切片关键技术综述与应用展望

5G网络切片关键技术综述与应用展望

网络切片技术是5G 区别2G/3G/4G 的主要功能之一。

5G 网络切片提供了一种比较灵活的机制,使得运营商可以充分利用网络资源来为各种不同的应用提供差异化服务,是一种比较理想的5G 行业专网部署方式,具有较好的发展前景。

1 5G网络切片主要考虑因素在5G 网络中,建立有效的网络子切片需要考虑四个关键因素:时延、负载均衡、异构性和功率效率。

(1)时延。

不同的应用对于时延的要求是不一样的,在5G 切片网络中,物联网和人工智能的相关应用,如自动驾驶和远程手术等应用,对于网络时延十分敏感。

而一个应用端到端的时延由多条路径上的时延加和而成,仅依靠单独优化某一局部的时延无法满足应用要求,因此时延是构建有效的网络切片中的关键因素之一。

(2)负载均衡。

5G 切片网络支持多样化的多媒体应用,各种应用的控制和管理都是通过动态网络切片来处理,为保障运营效率和服务质量,通过网络功能和协议定制,为不通的业务场景匹配相应的网络功能[1],将所需的资源在全网中进行动态的分配和释放,并进一步动态优化网络连接[2]。

(3)异构性。

5G 网络为了承载移动终端增长带来的海量移动数据流量以及需求多样化的新兴业务,运营商不断增加基站数量和类型,密集化组网提升容量。

因此,5G 切片网络的异构性不仅仅是指不同类网络融合形成异构网络,同时,也指网络中需要兼容不同制造商生产的网络设备和相关应用系统。

(4)功率效率。

数据显示,一个5G 基站平均功耗在3.8 kW 左右,是4G 基站的3倍以上,单个5G 基站电费大约2.3~3万元/年。

5G 是未来数字社会的基础设施,需要长期稳定发展,因此需要更多的绿色技术和创新,以进一步降低5G 基站的功率,提高效率,实现可持续发展。

2 5G网络切片典型业务场景国际标准化组织3GPP 已经定义了5G 的三大应用场景:增强移动宽带、大规模机器通信以及超高可靠超低时延通信[3],这三大应用场景对应着“快”“稳”“密”三个特点,对网络的速率、容量、时延、可靠性、安全性、移动性、服务成本等有不同的需求。

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稳定平台关键技术综述0 引言从科索沃战争、伊拉克战争到最近的利比亚战争,局部战争成为主要的作战模式。

与以往的区域攻击不同,现代局部战争的主要特点是快速反应、精确打击。

为应对未来局部战争,做到敢打必胜,改进与研制武器装备,提高部队作战能力成为首要任务。

在我军车载陆战装备中,战术导弹、坦克、火炮等武器系统近些年来有了很大发展,射击范围和精度都有了很大提高。

但与外军先进装备相比,行进间射击精度尚有较大差距,甚至大多装配的武器系统还无法实现行进间射击。

行进间射击作为提高部队作战效率,增强武器装备自我防护能力的重要指标,已成为未来陆战装备的主要发展方向,同时这也使得对武器系统的改进与研制迫在眉睫。

瞄准线稳定技术是实现行进间射击、提高行进间射击精度的主要环节。

它采用稳定平台对车体的航向、纵摇和横滚运动进行有效的隔离,使瞄准线在惯性坐标系下保持稳定。

为提高陆战装备快速反应与精确打击能力,急需提高稳定瞄准的快速性、精确性、自适应性,因此本课题的研究具有重要意义。

1 稳定平台国内外研究现状在光电稳定平台中,陀螺稳定平台迄今得到了广泛的应用,它是采用一个环架系统作为光电传感器的光学平台,在平台上放置陀螺来测量平台的运动,陀螺敏感姿态角的变化经过放大以后驱动环架的力矩电机,通过力矩电机驱动平台使光电传感器保持稳定。

在国外起初应用于手持式望远镜和瞄准具中,并在八十年代装备部队,现已广泛应用于地基、车载、舰载、机载、弹载、天基等各种观测、摄像系统中。

1996 年,美国的航空红外制造商前视红外系统公司以电子新闻采集市场为目标推出了一种双传感器系统,它包括一个用于低照度的高分辨率红外摄像机和用于白天的标准广播摄像机,这两台摄像机一起被安装在一个紧凑的三轴陀螺稳定的万向架中,能够提供50 rad 的图像稳定精度,意大利的 Caselle-Torinese 公司生产的 11072Caselle-Torinese 光轴稳定平台的旋转范围可以做到高低方位均为0 ~ 360,最大旋转速度为60 /s,稳定精度为0.4mrad。

英国的Ferranti Electro-optics公司生产的FIN1155用于坦克的陆地导弹/稳定平台,其瞄准线的稳定精度达到了O.lmrad。

法国的 SAGEM 公司研制的舰载对空红外全景监视系统可以在30 ~ 30 的摇摆,10 ~ 10 的纵摇时的稳定精度达到 0.5mrad。

1994年法国生产的“唯吉 - 1 05 ”型周视光电火控红外系统,在方位为0 ~360 ,俯仰角为25 ~65 范围内稳定精度为0.1mrad。

以色列研制的ESP-1H 采用两轴陀螺稳定平台, 在方位角为0 ~ 360 , 俯仰角在10 ~ 110 的范围内,最大旋转速度为50 /s 的稳定精度高达 50 rad ,而 ESO-600C的稳定精度高达 15 rad 。

国内上世纪 80 年代开始研制瞄准具稳定平台, 90 年代逐渐展开了陀螺稳定平台的研制。

北京618所90年代初期研制了机载陀螺稳定平台,其稳定精度可达到0.1mrad,中科院成都光电所承担的 863子课题——快速反射镜成像跟踪系统, 采用了二级稳定技术, 并于 1994 年通过评审。

华中光电技术研究所研制的舰载红外稳定平台的稳定精度为1mrad,清华大学精密机械与机械学系惯性导航研究室于 1997 年研制出机载瞄准线稳定跟踪系统,并交付部队使用。

车载稳定平台的研究开始于 80 年代后期,最初用于坦克炮长镜上以稳定瞄准线,其原理是在框架陀螺的转子上安装导光棱镜,以达到稳定瞄准线的目的,其稳定精度可达到 0.2mrad,但瞄准范围仅仅是方位4、俯仰10 ~ 20,加之人机工程差,使用受到了限制。

此外,电子3所、长春光机所、西安应用光学研究所等都在开展该应用领域的研究工作,由于受到惯性元件技术的限制,以及研究成本较高,致使在稳定跟踪平台的改进与研制方面没有取得突破性进展,与国外差距较大。

常见稳定平台:2稳定平台实现的总体方案可见光导弹光电吊舱制导炸弹导引头监控光电火炮瞄准光电2.1稳定平台的主要技术指标(1)转动范围:俯仰、方位、横滚(2)跟踪精度(3)稳定精度(4)最大角速度(5)最大角加速度2.2稳定平台技术实现总体方案(1)稳定平台框架形式选取光电侦察稳定平台的框架形式一般为双轴二框架稳定、三框架三轴稳定、四框架两轴稳定等,依据稳定精度、搜索范围的要求而定。

双轴二框架结构是将光电传感器等侦察设备置于相互正交的俯仰、方位两个框架组成的平台上(如图1所示),通过陀螺敏感平台相对惯性空间运动,然后经陀螺稳定回路驱动框架力矩电机,克服外界干扰力矩,达到稳定目的。

两框架平台是一种非常成熟的、常规的稳定装置,其对于小负载、高精度的稳定是十分有效的。

而对负载较重的侦查设备而言,按照目前的二框架平台系统的设计和工艺技术水平,要使稳定精度达到微弧级是十分困难的。

双轴二框架系统的跟踪角范围是很有限的,很容易造成平台自锁或误差过大。

在双轴二框架结构平台系统中,跟踪只能实现瞄准线的轴线的稳定,即实现侦察设备在确定的方位上任一时刻都紧紧地瞄准目标,达到最佳的效果,而不能实现瞄准线绕自身轴系的旋转变化稳定即不能保证探测器得到的图像相对于惯性坐标系是稳定的,直接影响跟踪系统的平稳性及动态跟踪精度。

三框架三轴稳定平台是一个有3个自由度的系统:方位、俯仰、横滚,是在双轴两框架的基础上增加一根横滚轴,用于补偿由于载体姿态变化而引起的瞄准线绕自身轴系的旋转变化,使其光电探测成像不再受载体随机摇摆扰动影响,实现图像相对于惯性坐标系的稳定。

与双轴两框架稳定平台系统相比,三框架三轴稳定平台系统能克服双轴两框架稳定平台系统稳定跟踪产生图像不稳定的原理缺陷。

当载体发生姿态变化时,CCD视场内的固定目标的坐标会发生相应的变化,反映在驾驶员的视场内,则不仅有两个方向的平移,还有像的旋转。

如果使用两轴稳定平台,则只能消除目标图像的平移,而不能消除像的旋转;而三轴稳定平台则可以起到完全稳像的作用;同时由于瞄准线的稳定控制原理是由载体摇摆参数和瞄准空间参数计算出跟踪轴角状态参数,驱动跟踪伺服机构,实现瞄准线稳定,因此控制复杂,在稳态精度、响应时间、稳定性等方面的要求较高。

四框架二轴光电稳定平台由内、外框架、光电轴角编码器、导电环和执行电机等组成,是捕获跟踪过程中实现瞄准线指向变化和瞄准线陀螺稳定的执行机构。

外环架用于克服载体运动过程中干扰力矩对内环架稳定平台上侦察设备瞄准线(即传感器视轴)的影响,保证设备的跟踪和成像质量达到总体技术指标要求,外框架也是内框架的承载平台,同时低精度随动于内环架,使瞄准线始终确定在传感器正前方的窗口上,提高了稳定精度;内环架上安装光电侦察设备,其作用主要用来稳定跟踪目标,内环架的两个框架始终互相垂直,减小了几何约束耦合,从而对干扰运动起到更佳的隔离作用,可以消除大角度运动的框架自锁,而且通过内环架随动轴的小范围转动,弥补了瞄准线和外方位轴平行所带来的影响,同时内环架系统不受外环境影响并且摩擦力小,使内环架处于更良好的稳定环境,易于提高系统的稳定精度。

两个环架由各自的跟踪控制回路控制,相互独立,互不影响,因而易于控制。

采用四框架二轴结构,不但可以克服双轴二框架的大角度失稳的缺点,还可以克服三框架三轴控制较困难的缺点。

但其结构较复杂,自身重量较大;内环架的惯量(起稳定作用)较小,向给定传感器组提供的惯量较小,对稳定性有一定的影响。

对于这种平台结构形式,由于内框架和外框架之间有机械联接,外框架的运动会耦合到内框架上,使装在内框架上的陀螺仪敏感,从而影响内框架的精度控制。

综上分析,为兼顾稳定平台功能的完整性与结构设计的简单性,本课题采用三框架三轴稳定平台实现瞄准线的稳定控制。

整个装置由装有陀螺仪、力矩电机及角位置传感器、光电传感器的三个框架通过轴承连接在一起,使环架之间能相互转动。

框架从外到内依次为方位框、俯仰框和滚转框,各个框架轴由独立的直流电机或交流电机驱动,并使用一个精密的角位置传感器反馈。

这种外装式整体环架结构形式的特点是结构紧凑,结构刚性大,系统精度及结构谐振频率较高。

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3稳定平台控制算法对稳定平台的控制,需要设计适合的算法,在快速性、稳定性、自适应性、精确性等方面达到最优,才能保证光电系统的稳定瞄准。

(1)PID控制PID控制算法是工程应用最广泛的算法,其控制框图如图所示。

其中E(S)为误差信号,U(S)为控制器的输出信号。

PID控制器是一种线性控制器,它根据给定值r(t)与实际输出值y(t)的差e(t)来进行控制,PID控制规律为:广=-二计主控核*6 K■斗N 測鬼葡尊董«««葡号a tR M*2椎荐乍台u(t) k p[e(t) * 0e(t)dt T d de^]式中,k p为比例系数,T i为积分时间常数,T d为微分时间常数。

比例环节用于改变信号增益,调节响应速度,积分环节用于消除静差,微分环节用于减少调节时间。

常规PID参数整定过程中必然会遇到系统稳定性与准确性之间的矛盾,最终往往是取比例、积分和微分三部分控制作用的折衷,难于收到最佳的效果。

中科院西安光学精密机械研究所吴凡硕士、南京理工大学李军副研究员针对稳定平台的控制采用了智能 PID控制算法,该算法可根据系统的动态特征和行为,采取灵活机动的有效控制方式,如采取变增益(增益适应)、智能积分(非线性积分)、智能采样等多种途径,以PID控制为基础最大程度上解决了控制系统中稳定性与准确性之间的矛盾,同时又增强了系统对于不确定性因素的适应性。

国防科技大学机电与自动化学院刘钢博士针对火箭炮稳瞄系统存在较大不确定性及干扰,提出了一种PFC-PID串级透明控制策略,通过内环PID 控制来提高抗干扰性,外环采用预测函数控制来获得良好的跟踪性能和强鲁棒性。

(2)模糊控制模糊控制是基于丰富操作经验总结出来的、用自然语言表述控制策略的,或通过大量实际操作数据归纳总结出的控制规则。

与传统控制的不同,模糊控制不需要知道控制对象的数学模型,只需要积累对设备进行控制的操作经验或数据。

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