两轴瞄准稳定平台系统的最优实现
一种双轴姿态稳定平台的设计与实现
一种双轴姿态稳定平台的设计与实现吕天慧;蔡志娟;朱红;朱如意;陈灿辉【摘要】机载姿态稳定平台可隔离载体角运动、精确跟踪当地水平面,因此在航空遥感领域中有着广泛的应用前景;通过以微惯性传感器作为主要测量元件,以步进电机作为执行机构,构建了一种双轴姿态稳定平台,进行姿态的闭环控制,克服了传统陀螺稳定平台造价昂贵、设计复杂的特点;试验测试结果表明,该平台可以实现对当地水平面的精确跟踪.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2016(024)002【总页数】3页(P213-215)【关键词】微惯性器件;双轴姿态稳定平台;遥感【作者】吕天慧;蔡志娟;朱红;朱如意;陈灿辉【作者单位】中国运载火箭技术研究院研究与发展中心,北京100076;中国运载火箭技术研究院第十八研究所,北京 100076;中国运载火箭技术研究院研究与发展中心,北京100076;中国运载火箭技术研究院研究与发展中心,北京100076;中国运载火箭技术研究院研究与发展中心,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TH703遥感载荷的理想工作条件是载机运动规律精确已知，但实际飞行时，受设备性能、气流以及任务所要求机动性能的影响，载机工作环境往往较为复杂，这对载荷的正常工作产生了重要影响。
而姿态稳定平台则是一种能隔离外界扰动，使载荷保持空间指向相对稳定性的结构装置。
利用姿态稳定平台可以显著提高载荷工作效率，降低其对载机、天气等条件的依赖，减少后处理工作量，并拓展载荷的工作范围[1-2]。
传统的姿态稳定平台通常为陀螺稳定平台，需要采用如挠性陀螺和力矩电机等造价昂贵的设备，同时机械机构复杂、对器件安装要求也较高，使其应用范围限制在高端场合。
本文所述的双轴稳定平台采用DSP芯片作为核心处理单元，以微惯性器件作为主要测量元件，以步进电机作为执行机构，能够实现载荷实时跟踪当地水平，具有规模小、成本低、实现性好、轻便快捷等优点，具有较强推广应用价值。
一种两轴陀螺稳定平台系统[实用新型专利]
![一种两轴陀螺稳定平台系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e89ba3c8dd36a32d72758108.png)
专利名称：一种两轴陀螺稳定平台系统专利类型：实用新型专利
发明人：罗琳,陈少楠,游贵彪,吴振亚申请号：CN201721311974.7
申请日：20171012
公开号：CN207540556U
公开日：
20180626
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种两轴陀螺稳定平台系统，包括平台、Y轴支架、X轴支架、陀螺部件，所述平台与所述Y轴支架在Y轴方向上转动连接，所述平台可相对于所述基座在Y轴方向摆动；所述Y 轴支架与所述X轴支架在X轴方向上转动连接，所述Y轴支架和平台一起可相对于所述基座在X轴方向摆动；所述平台与所述陀螺部件的封闭壳体固定连接；所述封闭壳体内设置为真空。
本实用新型的有益之处：在满足较高稳定精度的同时，还具有结构简单、使用方便的特点。
申请人：上海矶怃科技有限公司
地址：201611 上海市松江区新飞路499号2幢3层A区
国籍：CN
代理机构：上海汉声知识产权代理有限公司
代理人：胡晶
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两轴四框架光电稳定平台的稳定解算
两轴四框架光电稳定平台的稳定解算
曹晓平;江华诚
【期刊名称】《光学与光电技术》
【年(卷),期】2011(9)6
【摘要】光电稳定平台常采用两轴四框架的结构形式扩大稳定跟踪范围和提高跟踪精度,内外框架之间由于机械结构连接产生耦合,为建立稳定解算方程,分析两轴四框架光电稳定平台的工作原理,通过各框架转轴坐标旋转关系,利用转移矩阵,推导出稳定解算方程和甲板坐标系的角位移解算公式,在典型工程实际条件下,比较公式计算的理论值与直接利用测角量累加值之间的差别,结果表明在外框架不能很好随动于内框架时,稳定解算时平台相对载体的姿态是内外框架测角量的非线性函数,这对伺服系统位置回路的控制非常关键。
【总页数】5页(P83-87)
【关键词】两轴四框架;稳定平台;转移矩阵;角位移
【作者】曹晓平;江华诚
【作者单位】华中光电技术研究所-武汉光电国家实验室;总装武汉局驻三三○三厂军事代表室
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.三框架四轴惯性平台系统弹体姿态角解算方法 [J], 刘静;闫禄;郭宗本;朱志刚
2.多轴稳定平台的解算研究 [J], 吴学群
3.两轴四框架机载光电平台稳定原理分析 [J], 吕宏宇;金刚石;高旭辉
4.机载四框架二轴稳定跟踪平台速率稳定回路控制 [J], 夏静萍;王道波;甄子洋
5.基于ADAMS两轴三框架光电稳定平台动力学分析 [J], 王晶东;许颖;于化东;李妍
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大俯仰角度的两轴两框架平台稳定技术
大俯仰角度的两轴两框架平台稳定技术李红光;纪明;吴玉敬;郭新胜;彭侠【摘要】为了解决大俯仰角度方位平台稳定性能降低的问题,利用两轴两框架稳定平台稳定原理,分析在传统方位陀螺安装方式下,大俯仰角度时方位平台稳定性能降低的原因以及正割补偿带来的噪声等问题,提出在方位平台上安装2个正交的方位、横滚陀螺,解算出瞄准线方位惯性角速度,从而实现大俯仰角度下的方位稳定控制方法.仿真实验验证了该方法可以提升大俯仰角度下两轴两框架平台的方位稳定控制性能,减小陀螺噪声对控制性能的影响,在同等条件下,方位稳定误差峰峰值由450 urad减小为250 urad.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2015(036)006【总页数】6页(P823-828)【关键词】光电稳定平台;两轴平台;大俯仰角度;瞄准线角速度【作者】李红光;纪明;吴玉敬;郭新胜;彭侠【作者单位】西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TN29目前，光电系统普遍采用的稳定平台是两轴结构，包括两轴两框架和两轴四框架，其中两轴两框架以其机构简单、成本低、体积小等特点，应用十分广泛。
两轴两框架稳定平台通常采用两只陀螺作为惯性速率传感器，均安装在俯仰平台上，且2个敏感轴和光轴均正交，陀螺数据分别通过方位、俯仰控制电路驱动方位、俯仰电机，形成速率闭环，从而实现光电系统的稳定。
从某些光电系统的战术指标来看，在稳定平台俯仰角度很大时仍需要正常瞄准跟踪目标，而此时两轴两框架稳定平台的方位轴的稳定性能降低，稳定指标已经无法满足系统要求[1-2]。
本文在分析两轴两框架稳定平台稳定原理的基础上，针对该问题，提出了利用两只陀螺分别测量方位转台的方位轴与横滚轴的扰动速率，通过解算代替原来方位陀螺，实现方位平台的速率闭环控制，实现在俯仰角度很大时方位平台稳定性能基本保持不变。
二轴稳定跟踪平台速率稳定回路控制
ＸＩＡ Ｊｉｎｇ·ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｄａｏ·ｂｏ，ＺＨＥＮ Ｚｉ—ｙａｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｌｏｏｐ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｒ··ｇｉｍｂａｌ ａｎｄ ｔｗｏ··ａｘｉｓ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｍｏｄｅｌｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｌｏｏｐ，ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ
匕（Ｊ）＝二·已（ｓ）
由终值定理知，角速度稳态误差和角度稳态
误～‰差＝＝分躲ｌ别也掣为（：。ｉｍ＝。蚴弘面百雨刁％覃磊等羞编焉州‰，小心）（ｊ）
为保证角速度和角度稳态误差为零，速度校正 环节需包含２个积分环节。经计算后初步确定校正
环节形式为Ｇｖ（ｓ）：掣，即高阶ＰＩ校正环节。
２）高阶ＰＩ校正加超前校正环节 在反馈控制系统中，设置积分环节以消除稳态 误差，将降低系统动态稳定性。所以在设计Ｇ。（ｓ）必 须权衡系统稳态误差、稳定性与动态性能之间的关 系。为改善系统的动态性能，在高阶ＰＩ校正的基础 上增加超前校正环节：
２机理分析与数学建模
以内俯仰速率稳定控制回路为例进行分析。在 该回路中，陀螺将敏感到的角速度信号经速度校正 环节和功率放大环节送给内框架的电机，控制电机 产生与干扰力矩大小相等、方向相反的补偿力矩， 控制原理框图如图２。
两轴捷联稳定跟踪平台关键技术
两轴捷联稳定跟踪平台关键技术
王翠;高岭
【期刊名称】《内燃机与配件》
【年(卷),期】2018(000)022
【摘要】作为目前较为先进的近距离位标器形式,两轴捷联稳定器实现了定位的准确性以及追踪的有效性,充分满足了现代化战争形势下,武器定位技术的使用要求.为了进一步提升两轴捷联稳定跟踪平台的实用价值,文章从多个维度出发,对两轴以及捷联技术进行全面梳理,总结过往有益经验,实现关键技术的持续突破,为其在实践阶段中的应用提供了理论参考.
【总页数】2页(P201-202)
【作者】王翠;高岭
【作者单位】九江职业技术学院,九江332007;九江职业技术学院,九江332007【正文语种】中文
【相关文献】
1.两轴捷联稳定跟踪平台关键技术分析 [J], 付奎生
2.跟踪微分算法在半捷联稳定平台中的应用研究 [J], 刘伟;朱斌;樊键;尹彦东
3.捷联稳定技术在两轴光电跟踪仪中的应用 [J], 刘小强;寿少峻;宋晓明;邢军智
4.两轴捷联稳定跟踪平台关键技术 [J], 王翠;高岭;
5.非线性跟踪微分器在半捷联稳定平台中的应用 [J], 史鹏杰; 张红刚; 高军科
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两轴瞄准稳定系统最优实现分析的开题报告
两轴瞄准稳定系统最优实现分析的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，现代军事装备中的火控系统也在不断升级和完善。
其中，两轴瞄准稳定系统是一种非常重要的技术，在现代战争中起到了重要作用。
两轴瞄准稳定系统通过对武器的精确控制，可以实现高精度的瞄准和射击，从而提高军事装备的战斗力和作战效果。
因此，深入研究两轴瞄准稳定系统的最优实现方法以及相关的优化策略具有实际应用价值和重要意义。
二、选题意义1. 提高军事装备的战斗力和作战效果通过两轴瞄准稳定技术的应用，可以提高军事装备的作战精度和效率，从而提高其战斗力，并且可以降低误伤率，保障作战效果。
2. 推动军事科技的发展两轴瞄准稳定系统是一项重要的军事科技，通过对其进行深入研究，不仅可以优化现有系统，提高其性能和稳定性，还可以为未来系统的研发提供参考和借鉴。
3. 促进国防技术工业的发展两轴瞄准稳定系统的研究和开发需要大量的技术支持和工业基础，因此开展相关研究工作可以促进国防技术工业的发展，促进国防建设的进步。
三、研究内容1. 研究两轴瞄准稳定系统的原理和基本结构及其性能特点。
2. 探究两轴瞄准稳定系统中存在的优化问题，例如系统稳定性问题、精度问题、抗干扰问题和实时性问题等。
3. 设计两轴瞄准稳定系统的最优实现方法，通过数学模型和仿真实验验证系统的性能和稳定性。
4. 提出优化策略，针对系统中存在的问题提出相应的优化方法，并在实际系统中进行应用和验证。
四、研究方法本项目拟采用以下研究方法：1. 理论分析法通过对两轴瞄准稳定系统的原理和性能进行深入的理论分析，探究系统中存在的问题和优化空间，并制定相应的解决方案。
2. 数学建模法使用数学模型描述两轴瞄准稳定系统，包括控制系统、动力学系统等。
通过对系统进行数学建模，可以进行仿真实验，并验证系统的性能和稳定性。
3. 实验验证法通过设置实验平台，对两轴瞄准稳定系统的性能和稳定性进行验证，包括抗振动性能、精度和实时性等。
四、论文结构本论文将包括以下部分：第一章：引言本章主要介绍两轴瞄准稳定系统研究的背景、意义和相关研究现状，提出选题的必要性和重要性，并概述本论文的研究内容和方法。
基于DSP+FPGA的两轴稳定平台控制系统设计
基于DSP+FPGA的两轴稳定平台控制系统设计李衡;曹文喆【摘要】为了实现两轴稳定平台的控制,设计了一种基于DSP+FPGA架构的伺服控制系统,描述了该系统的组成及工作原理,并给出了具体硬件电路设计和相关的软件设计.开展相关验证工作,结果表明,该系统具有较高的响应速度和稳定精度,两轴的隔离度均小于2%,能够有效的隔离载体扰动.同时,该系统为后续复杂的控制算法提供了验证平台.【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P6-8)【关键词】TMS320C28346;稳定平台;控制系统;陀螺【作者】李衡;曹文喆【作者单位】四川九洲电器集团有限责任公司四川绵阳 621000;四川九洲电器集团有限责任公司四川绵阳 621000【正文语种】中文【中图分类】TP273稳定平台控制系统由伺服控制器、稳定平台以及负载等组成。
在工作时，需要实时地获取负载的角速度和角位置信息，从而形成一个闭环系统，通过不断地调整姿态或位置来隔离载体运动带来的干扰，从而精确保持动态姿态基准［1］。
由于目前控制系统对精度、运算量以及实时性都有比较高的要求，所以通常采用DSP做为控制器的运算核心，使得复杂的算法以及功能能够快速的实现。
本文设计的稳定平台控制系统采用TI公司的TMS320C28346DSP芯片作为运算单元，其工作频率达到300Hz，具有强大浮点运算能力，片内集成了516KRAM，同时，本设计还有采用FPGA作为接口器件，能够方便灵活的扩展A/D转换器、D/A转换器以及各种接口的传感器。
稳定平台主要由框架、角度传感器、电机和速度传感器组成，稳定平台根据需求的不同，可以采用两轴、三轴或两轴四框架等结构形式，本设计中采用的是两轴结构形式，组成框图如图1所示，外框架为方位框架，内框架为俯仰框架。
该稳定平台具有方位和俯仰两套独立的稳定控制回路，两个控制回路结合起来可使安装内框的光学相机在空间中具有稳定视轴的功能。
一种双轴姿态稳定平台的设计与实现
平 台 硬 件 电 路 所 用 加 计 和 陀 螺 均 选 择 ＭＥＭＳ元 件 ，型 号 分 别 为 ＡＤＸＩ ３２０ （双 轴 ） 和 ＬＣＧ５０ （单 轴 ）。
核 心 处 理 芯 片 选 用 ＤＳＰ２８１２，它 是 ＴＩ公 司 一 款 高 性 能 处 理 器 芯 片 ，其 系 统 响 应 速 度 快 ，片 上 外 围 资 源 丰 富 ，集 成 度 高 ，内 置 ＧＰＩＯ、ＱＥＰ、ｅＰＷ Ｍ 等 接 Ｖ１，尤 其 适 用 于 工 业 伺 服 驱 动 控 制 ，因 此 在 相 关 领 域 得 到 了 广 泛 的 应 用 。
ＰＧｆ Ｄ
图 ５ 电 机 驱 动 电 路 图
３ 软 件 设计
图 ３ 加 速 度 计 采 集 电 路 图
步 进 电 机 驱 动 电 路 采 用 步 进 电 机 专 用 功 率 驱 动 芯 片 ＴＡ８４３５来 实 现 。ＴＡ８４３５是 单 片 集 成 式 正 弦 细 分 驱 动 芯 片 ， 可 以用 来 驱 动 二 相 四线 或 四相 六 线 步进 电机 ，最 大 可 以 实 现 八 细 分 。其 内部 集 成 了 功 率 放 大 、 逆 变 桥 等 电路 ， 具 有 体 积 小 、 功 耗 低 、可 靠 性 高 、设 计 简 单 等 优 点 。通 过 ＴＡ８３４５的 ＥＮ 管 脚 控 制 步 进 电机 的使 能 ；通 过 ＣＬＫ１／ＣＬＫ２管脚 控 制 发 送 给 步 进 电机 的 脉 冲数 ；通 过 ｃｗ ／ｃｃｗ 管 脚 控 制 步 进 电 机 的 转 向 ； 通 过 Ｍ１，Ｍ２控 制 步进 电 机 细 分 方 式 。
初 始 调 平 利 用 加 计 信 息 进 行 闭环 控 制 。通 过 定 时 器 中 断 触 发 ＡＤＣ采 集 加 计 数 据 ，采 集 后 经 过 均 值 滤 波 、低 通 滤 波 并 进 行 数 据 补 偿 后 ，参 与 调 平 控 制 。平 台在 两 个 轴 线 方 向 偏 离水 平 的 角 度 计 算 公 式 如 下 ：
天线双轴稳定平台伺服控制器的设计和实现
中 图分 类号 ： Ｍ３ １ Ｔ ８ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０４ ７ １ （０ １ ０ － ０５ ０ １ ０ － ０ ８ ２ １ ）８ ０ ３ － ３
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｉ ａ ｉ ｆ ａ Ｓ ｒ ｓ ｇ ｎｄ Ｒ ａｆ ｔｏｎ ｏ ｅ ｖｏ Ｃｏ ｒ ｌｅ ｏｒ Ｄｕａ —Ａｘ ｓ Ｓｔ ｂｉ ｚ ｄ ａ ｆ ｒ ｆ ａ ｎ ｅ ｚ ｎｔ ｏ ｌ ｒ ｆ ｌ－ ｉ ａ ｌ ｅ Ｐｌ ｔ ｏ ｍ ｏ ｎ Ａ ｔ ｎｎａ ｉ
Ｒ ４ ５总 线传输 ， 收 端再 将 Ｒ ４ ５转 为 Ｒ ２ ２接 Ｓ８ 接 Ｓ８ Ｓ３ 收数 据 。采 用 Ｍａ３ ６ ｘ １２芯 片 完 成 Ｒ ２ ２和 Ｒ ４ ５ Ｓ３ Ｓ ８ 之 间的相 互转化 。
图 ３ 双 轴 稳 定 平 台 伺 服 控 制 系 统 硬 件 结 构
２ ３驱动 电路设 计 ．
—
ａ ｉ ｓ ｂ ｌ ｅ ｌ ｔ ｒ ｏ ｈｐ， ｎ ｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｅｅ ｔ ｄ ｍｕｔ ｌ ｌｓ ｄ ｌｏ Ｉ ｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｏ ｔ ａｉ ｂ ｅ ａ ・ ｘｓ ｔ ｉ ｚ ｄ ｐ ａｆ ｍ ｎ ｓ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ ｓ ｌｃ ｅ ｌ ｐ ｅ ｃｏ ｅ － ｏ ｐ Ｐ Ｄ ｏ ｔｏ ｍｅ ｈ ｄ ｗｉ ｖ ｒ ｌ ｒ ａ ｉ ｏ ｉ ｈ ａ
Ｍ Ｉ Ｙｕ —ｘ ｎ ， Ｉ Ｈｕ ， ＡＯ ｉ ｎ ｅ ｉｇ Ｌ Ｎ ｉ Ｇ Ｙ一 ｇ
基于DSP双轴稳定控制平台设计的开题报告
基于DSP双轴稳定控制平台设计的开题报告1. 研究背景随着无人机技术的不断发展，越来越多的应用场景涌现出来，如农业植保、物流配送、监测测量等领域。
然而，无人机的飞行稳定性一直是制约其发展的一个关键问题。
在某些情况下，无人机的稳定性甚至会影响到其工作效率和安全性。
因此，设计一种高效稳定的无人机双轴控制平台至关重要。
本项目旨在基于DSP芯片实现一个能够使用PID控制算法的双轴稳定平台，实现无人机在不同工作场景下的稳定。
2. 研究内容和研究目标本项目中，将完成以下研究内容和研究目标：(1) 研究DSP芯片的基本原理和应用。
(2) 研究PID控制算法的原理和优缺点。
(3) 设计一个双轴稳定控制平台，并结合PID算法进行控制。
(4) 考虑控制平台在实际工作中的应用场景，设计合适的硬件接口和控制程序。
(5) 测试和优化控制平台，确保其稳定性和精度。
3. 研究方法本项目中，将采用以下研究方法：(1) 通过文献调研，深入了解DSP芯片的原理和应用。
(2) 研究PID控制算法的基本原理和优缺点，并结合硬件平台设计实现控制。
(3) 调试和测试控制平台，并进行性能优化。
4. 预期结果本项目中，希望获得以下预期结果：(1) 成功设计和实现基于DSP芯片的双轴稳定控制平台。
(2) 实现PID控制算法，并能够自主调节控制参数。
(3) 在不同工作场景下进行测试，以验证控制平台的稳定性和精度。
(4) 提供一种高效稳定的无人机控制平台，为无人机的发展提供技术支持。
5. 研究意义本项目中，研究的无人机双轴稳定控制平台，可以为无人机飞行稳定性提供技术支持，同时也可以用于其他需要稳定平台的设备中。
在未来，该平台的应用场景将会越来越广泛，如农业植保、医疗器械等领域，对社会的发展和进步具有积极的推动作用。
两轴光电平台陀螺配置及控制系统设计研究
两轴光电平台陀螺配置及控制系统设计研究【摘要】两轴陀螺稳定是动载体作战平台保持瞄准线稳定常采用的一种方式。
陀螺安装的方式不同，则载体姿态的角速度补偿量表达式和伺服控制系统的构建也不同。
从稳定和测姿原理上建立了系统的数学模型，归纳出陀螺安装三种不同方法及其相应的控制系统设计。
通过比较得出动载体两轴光电平台陀螺最佳配置方案。
【关键词】光电侦察；两轴系统；瞄准线稳定；陀螺稳定；陀螺安装；速度耦合引言以电视、红外和激光等为代表的光电技术是现代军事装备技术变革的方向之一，各类探测器广泛应用于飞机、舰船和车辆等载体上，完成战场侦察和目标跟踪等任务。
在探测器成像周期内的载体振动和机动等将使图像产生抖动，严重影响图像清晰度和分辨率等性能，因此人们引入了惯性稳定技术，用以隔离载体扰动，使得图像或光轴在惯性空间保持稳定。
目前，在舰载、车载和机载光电跟瞄系统中，普遍采用了两轴制陀螺稳定方式，即采用速率陀螺测量载体姿态，将测量信息通过一定的计算再引入到伺服回路作为扰动补偿量进行控制，用以消除载体运动对瞄准线的扰动。
本文就速率陀螺安装与补偿量之间关系进行分析和探讨。
一、几个坐标系的规定在进行推导前，必须首先规定各个坐标系和船摇姿态角的符号及正方向。
为了推导公式方便，我们假定，除特别指明的以外，所有坐标系的原点都是重合的，均在各自的转轴处。
下面是几个常用坐标系。
1.载体直角坐标系：又称动坐标系，如图1所示。
轴与载体前进方向垂直，并与其在同一平面上，载体前进方向右侧为正；轴载体纵轴重合，载体前进方向为正：轴与载体平面垂直，向上为正。
坐标系符合右手定则。
图1 载体直角坐标系示意图2.方位直角坐标系：初始位置与载体直角坐标系重合，未摇摆时光电平台传感器瞄准线对准载体前进方向水平物体。
如果载体有摇摆时，为实现瞄准线稳定，在载体直角坐标系内绕-轴传感器旋转角，得方位直角坐标系，再在方位直角坐标系内绕轴传感器旋转角，得俯仰直角坐标系。
两轴捷联稳定跟踪平台关键技术
1 两轴捷联稳定追踪平台基本特点 在导弹研发的过程之中，为了提升追踪场的覆盖范 围，增强角速度追踪能力，在导弹稳定平台设计的过程之 中，研发人员通常采用 X-Y 型、A-E 型两种两轴常平架结 构。对两种常平结构特点的分析，有助于技术人员逐步形 成正确的思维认知，降低了后续两轴捷联稳定追踪平台技 术研发难度。 1.1 两轴捷联稳定追踪平台的结构特点 X-Y 型这种追踪平台结构，解决了过顶追踪问题对 于导弹定位工作的困扰，简化了平台结构。但是这种追踪 平台结构也存在着较为明显的弊端，其追踪场角度较小， 难以达到依90毅的追踪要求，导致追踪平台体积较大，实用 性受到大大限制。A-E 型则使用横滚以及偏航两种通道， 这就使得追踪平台较好地满足了导弹对于追踪场以及追 踪角速度的使用需求，同时 A-E 型追踪平台结构占用空 间较小，符合现阶段导弹研发过程之中对于各组件尺寸大
Internal Combustion Engine & Parts
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两轴捷联稳定跟踪平台关键技术
The Key Technology of Two-axis Strapdown Stable Tracking Platform
王翠曰高岭
（九江职业技术学院，九江 332007）
摘要院作为目前较为先进的近距离位标器形式，两轴捷联稳定器实现了定位的准确性以及追踪的有效性，充分满足了现代化战争 形势下，武器定位技术的使用要求。为了进一步提升两轴捷联稳定跟踪平台的实用价值，文章从多个维度出发，对两轴以及捷联技术 进行全面梳理，总结过往有益经验，实现关键技术的持续突破，为其在实践阶段中的应用提供了理论参考。
关键词院两轴；捷联；稳定跟踪平台；关键技术 Key words: two-axis；strapdown；stable tracking platform；the key technology
两轴稳定平台的设计与实现的开题报告
两轴稳定平台的设计与实现的开题报告
一、选题背景
随着科技的发展，人们的需求越来越高。
针对一些需要精确测量、控制方向等方面的场合，需要比较稳定的平台。
传统的平台往往只能在直线运动的情况下实现相对稳定，对于曲线、斜线等运动轨迹就不是那么适用了。
因此，基于此需求，设计一种能够实现在任意轨迹下稳定平衡的两轴稳定平台显得尤为必要。
二、研究目的
1. 设计一种能够实现在任意轨迹下稳定平衡的两轴稳定平台；
2. 实现对该平台的控制功能，实现部分精确控制功能。
三、研究内容
1. 两轴稳定平台的合理设计；
2. 两轴稳定平台的控制算法设计；
3. 两轴稳定平台的机械结构实现；
4. 两轴稳定平台的系统集成。
四、研究方法
1. 文献调研，分析并借鉴各种设计；
2. 机械结构设计软件实现；
3. 控制算法设计；
4. 制造并进行产品测试。
五、研究意义
成功设计出一款能够实现在任意轨迹下稳定平衡的两轴稳定平台对于未来的机器人、无人机等领域都将会带来很大的帮助。
通过本项目，可提高对于机器人等智能设备的运动控制技术、陀螺、传感器技术等必备知识的了解。
另外，在制造方面，还需要学习3D设计、3D打印等技术，这是相对新的领域，在实践过程中，能够更好地帮助我们掌握这方面的知识。
六、预期成果
成功设计出能够实现在任意轨迹下稳定平衡的两轴稳定平台，并基于此平台实现一些基础、部分精确控制。
基于温度补偿倾角传感器的双轴稳定平台设计
基于温度补偿倾角传感器的双轴稳定平台设计黄新吉【摘要】针对高精度舰载光瞄设备隔离扰动及高稳定跟踪精度视轴的要求,研究一种基于反方向运动抵消舰艇摇摆运动的双轴机械稳定平台.采用MEMS传感器实现倾角测量,采用直流电机实现平台稳定.通过实验方法,测出MEMS传感器的温度特性,再采用分段线性插值补偿模式,在-40 ～+100℃范围内提高传感器的精度.采用无超调控制技术实现直流电机快速响应和平稳运动.利用改变电枢电压的方法,可以实现对电机堵转转矩的控制,从而实现带负载的角度位置控制.实验结果表明,双轴稳定平台的最大角加速度为57°/s2,稳定平台指向复示精度达到0.1 °.【期刊名称】《测控技术》【年(卷),期】2019(038)006【总页数】4页(P137-140)【关键词】MEMS加速度传感器;稳定平台;无超调控制技术;Matlab【作者】黄新吉【作者单位】连云港杰瑞电子有限公司,江苏连云港222006【正文语种】中文【中图分类】TP277舰艇在风浪作用下出现摇摆状态，造成舰载设备如光电、红外的视轴晃动，严重影响光电设备对目标的跟踪测量，无法发挥其跟踪目标的作用。
为准确跟踪目标，减小载体运动带来的扰动误差，需要设计一种稳定系统将舰载设备与船体扰动相隔离，消除舰艇摇摆对舰载雷达瞄准目标的影响。
目前稳定平台主要有两种方法[1]：一种是采用机械稳定方式，用反方向摇摆克服舰艇的纵摇和横摇，为设备提供近似平稳的平台，这种方法对舰载设备和系统无特殊的要求，因此使用方便；另一种方法是通过对舰艇纵摇和横摇数据的测量，用软件对舰载设备捕捉的信号进行补偿，达到稳定的效果，这种方法通常由于受设备的视场限制，补偿的角度范围较小[2]。
本文研究基于反方向运动抵消舰艇摇摆运动的机械稳定平台技术。
根据船上的导航设备，如平台罗经或方位水平仪等，提供舰艇摇摆角信号，建造一个稳定平台隔离船舶的摇摆。
即载机姿态变化后，首先带动平台发生姿态变化，陀螺感受到这种变化后，输出控制设备的视轴相对于惯性空间的偏转信号，经放大处理，驱动力矩电机产生抵消舰载姿态变化的运动，即隔离载机姿态变化。
二轴稳定平台稳定精度分析
二轴稳定平台稳定精度分析马文韬【摘要】稳定平台是一种安装在载体上,能够隔离载体安装面的位置变化,提供一个水平安装面的设备.主要对某二轴稳定平台的稳定精度进行了分析,得到了稳定精度与干扰力矩大小有关的结论,干扰力矩增大,稳定精度下降.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P10-12)【关键词】稳定平台;稳定精度;干扰力矩【作者】马文韬【作者单位】中国电子科技集团公司第二十八研究所,江苏南京 210014【正文语种】中文【中图分类】TN124由于部队机动作战的需要，越来越多的光电侦察设备集成在车载升降桅杆的顶部，当桅杆举升工作时，环境中各种因素的影响将导致红外侦察设备的视线造成扰动，此时获取的外部环境信息具有不连续性，应经过复杂的姿态矩阵变换后才能对其进行处理与识别。
为了消除上述影响，通常在升降桅杆与传感器之间安装可有效隔离载体运动的稳定平台，来实现视线稳定，使传感器视线在大地坐标系中保持稳定，从而实现车载传感器系统对目标的可靠、高精度跟踪与测量。
本文主要分析并研究某车载红外设备两轴稳定平台稳定精度。
稳定平台的工作原理是通过姿态测量得出当前实时姿态信息，通过驱动伺服电动机的转动，调节上平台面达到稳定姿态。
当光学系统随车体发生抖动时，要测量出抖动量，然后对该抖动量进行补偿。
本文选用两轴稳定平台来实现视轴的稳定。
两轴稳定平台以隔离原理为理论基础，选用现代控制元件为执行元件，最终实现视轴在惯性空间的稳定。
两轴稳定平台由方位环和俯仰环构成，以实现在方位与俯仰方向的稳定。
方位环和俯仰环稳定回路均采用陀螺仪作为惯性敏感元件，敏感载体运动在方位上产生角误差，该角误差信号以相应极性和线性比例的电压信号形式输出，经过预处理的电压信号通过控制器在直流力矩电动机轴上产生反作用稳定力矩，从而实现对视轴扰动的抑制，保持视轴在惯性空间的相对稳定[1]。
在具体工艺过程中，还可以通过对比上述研究积累的X射线照片，根据X射线照相的空洞分布特征，快速判断产生空洞的原因，为工艺参数调整提供捷径。
基于P89V51的两轴稳定平台控制器设计
基于P89V51的两轴稳定平台控制器设计
卢筑飞;胡志刚
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2008(16)12
【摘要】船在海上航行时会随着海浪不停的晃动,船载天线跟随船体晃动则会产生通讯中断,因此采取船载两轴稳定平台来实现天线与船体晃动的隔离,保证船载天线问的通讯质量;文中两轴稳定平台系统采用双闭环控制和积分分离PID控制器实现;文章阐述了船载稳定平台控制系统的工作原理,设计了一款基于P89V51微处理器的两轴稳定平台控制器,并给出了控制器硬件电路的设计原理图;最后按功能实现对软件模块进行了划分和介绍;通过摇摆台模拟试验,该两轴稳定平台控制系统运行可靠,动态精度较高,能确保船载天线之问的正常通讯.
【总页数】3页(P1863-1864,1875)
【作者】卢筑飞;胡志刚
【作者单位】中国船舶重工集团公司第七一○研究所,湖北,宜昌,443003;中国船舶重工集团公司第七一○研究所,湖北,宜昌,443003
【正文语种】中文
【中图分类】TP306
【相关文献】
1.两轴稳定平台的模糊-PID复合控制器设计与仿真 [J], 李向旭;张曾科;姜敏
2.基于DSP+FPGA的两轴稳定平台控制系统设计 [J], 李衡;曹文喆
3.两轴稳定平台控制系统设计 [J], 王婧;王旭
4.基于DSP＋FPGA的两轴稳定平台控制系统设计 [J], 李衡;曹文喆
5.基于定量反馈理论的两轴稳定平台混合控制器设计 [J], 王向周;林文慧;李建飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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图２ 单 路 扫 描 控 制 组 成 框 图
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第 １卷 ２
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期 ２１ ７ ０ 年月 ０ 第７
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两轴 瞄准稳 定平 台系统 的最优实现
车 体姿 态 信 息
Ｐ，Ｒ ，Ｈ ，
炮 塔转 动信 息
Ｙ
控 制 系 统计 算机
方 位 高 低 编 码
差两 个 分量 。但 是 ，影 响测 角精 度 和伺 服 系统 精 度 的系 统误差 分 量 常常 比 随机误 差 分量 要 大 ，因
此 ．如何 减 少 系统误 差 就成 为提 高伺 服 系统 和雷
成 如 图２ 示 。 所
航 参数 ．故 可完 成 稳定 控 制 。下 面 以重 庆 巴 山仪
器 厂开 发 的一种 新 的卫 星 天线 的 稳定 与 跟 踪 系统
为 例来进 行 分析 。该 系统 采用 捷联 式 激 光 陀螺 惯 性 导航 系 统 ｆＩ Ｓ Ｌ Ｎ ）的 数学 平 台来 给 出天 线 相 对 于地 理 坐标 系 的控 制信 号 ，以使 天线 能稳 定 在 地 理 坐标 系 中不受 机座 角 运 动 的干扰 ，这种 系统 称 为捷 联 式 陀 螺稳 定 系 统 。 该 系统 采 用 Ｌ １ Ｓ １ Ｖ 的经
种稳 定 观测 目标 的平 台 。本 设 计 基 于激 光 陀螺 由度速 率 陀螺 稳定 平 台 的若 干关 键技 术 ，以便 为
捷 联惯 导稳 定 系统 原 理 ，主要 研 究 基 于两 个单 自
索 控 制来 提高 整个 系 统 的精 度 。
Ｇ Ｓ卜— 激光 陀螺惯导系统 Ｐ 移动 载体角度与经纬度
燮 卜 奎 叫 茎
自动 控 制 搜 索控 制
图 １ 用 Ｌ ＮＳ 成 的 移 动 卫 星 通 信 天 线 稳 定 系 统 框 图 Ｉ 组
该 系 统设 计 的极 值 搜索 控 制是 一 种 螺旋 收 敛 型 圆锥 控 制 方式 ，它 由时 间合 成 正交 的 两路 正余
弦 信 号 分 别 加 在 空 间 上 成 正 交 的 两根 轴 而 组 成 ， 并 采用 极 值控 制 方法 自动 扫描 搜索 以寻 找通 信 卫 星 ，从 而 使 系统 跟踪 卫 星 时 的误 差 为 最小 ，其组
第７ 期
电子元 器 件 壶 用
Ｅｌ ｔｏ ｉ ｍ ｐ ｎｅ ｔ＆ Ｄｅ ｉ ｅＡｐ ｉ ａｉｎｓ ｅｃｒ ｎ ｃＣｏ ｏ ｎ ｖ ｃ ｐｌｃ ｔ ｏ
Ｖ０ ．２ Ｎｏ７ １１ ．
２ ０ ７ ０１ 年 月
Ｊ ｌ ．２ ０ ｕｙ ０１
２ 两 轴 瞄 准 稳 定 系统 方 案
雷达 的测 角误 差 一般 包括 随 机误 差 和 系统 误
高精 度 、高 可靠性 的稳定 平 台提供 可行 方 案 。
１ 捷 联 惯 导 稳定 系 统 的 工 作 原 理
捷联 惯 导 稳 定 系统 是 将 惯性 敏 感 器 件 ｆ 陀螺 或 加速 度 计１直接 捆 绑 在 承载 机 体 上 。 由 于捷 联 系 统敏感 器 件 可 以直 接给 出载 体 坐标 系 的所 有 导
王 晖 ．李 小松
（ 西安 电子 工程研 究所 ，陕西 西安 摘 ７０ ０ ） １ １０
要 ：稳 定 系统是 集搜 索 、跟 踪 功 能 于一体 的 天线 驱动 系统 的重要 组 成部 分 ，其主要 特 点
是 高精 度 （ 踪）和 宽调 速 范 围。文 中给 出了在 载体扰 动情 况下 ，隔 离载体 扰 动 ，提 高 系统 跟
工
天线 座
达测 角精 度 的一 个重 要 因素 。系 统误 差 通 常是 由 动 态 滞 后 、天 线 座 不 水 平 、方 位 与 俯 仰 轴 不 正
交 、电轴 偏 斜 、地 球 重力 异 常 引 起 的 重力 下垂 、
运 动干 扰 ；同时 ，系 统 中还 有辅 助 的 自动极 值 搜
索 控 制 ，故 可使 系统 跟 踪 卫 星 时 的误 差 为 最小 。
此外 ．系统 还 可利 用 准确 跟踪 卫 星 的信 息来 校 正
导航 系统 中的陀 螺 因长 时间工 作 引起 的漂移 。 采用 ＬＮ 组成 的移 动卫 星通 信 天线 稳定 系统 ＩＳ 如 图 １ 示 。该 系 统 基 本 上是 通过 ＬＮ 提 供 的姿 所 ＩＳ
精度 、保 证跟 踪低 速 平稳 性的 相 关设计 方 法。 关键词 ：稳定 跟踪 系统 ；卡 尔曼滤 波 Biblioteka 直流 伺服 系统 ；速 率 陀螺
０ 引 言
稳 定平 台是精 确 定位 、跟踪 、制 导 和测 角 测 距 等 系统 的 一个 重要 组 成部 分 。其 主要 功 能 是 为 精 确 定位 、跟 踪 、制 导 和测 角测 距 等设 备 提 供平 台 ，克 服 载 体 扰 动 等对 系统 的影 响 ， 以便 快 速 、
准 确 、稳 定 、可靠 地 完成 对 目标 的测量 、截 获 和
跟踪。 为 了解 决 某 武 器 系统 雷达 稳 定 跟 踪 的要 求 ，
本 文 为集成 于跟踪 雷 达上 的多种 光 电设 备 提 供 了
一
态信 号并 经 过 坐标 变换 来 将 天线 的指 向角前 馈 于 天 线伺 服 系统 ，其 相 当于 不 断 完 成 的初 始对 准 。 对 于陀螺 漂 移 的修 正 ，该 系统 则 利用 组 合导 航 系 统 的输 出和 天线 俯 仰轴 和 方位 轴 上 的角 度传 感 器 输 出来修 正 天线 矢 量 和系 统误 差 ．并 通 过极 值 搜