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光电跟踪系统捕获跟踪切换的平滑调节方法

红外与激光工程 2010年第6期39卷 1129-1133页

作者：马东玺范大鹏朱华征国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

光电跟踪系统中,通常需要应用多个控制器完成搜索、捕获和跟踪。在多控制器之间直接切换可能会产生大的瞬态误差,导致目标脱离视场。提出了基于单个实参数控制的系统频响特性对称调节方法,实现了捕获和跟踪控制的平滑转换;给出了对称调... 详细信息

光电跟踪系统中,通常需要应用多个控制器完成搜索、捕获和跟踪。在多控制器之间直接切换可能会产生大的瞬态误差,导致目标脱离视场。提出了基于单个实参数控制的系统频响特性对称调节方法,实现了捕获和跟踪控制的平滑转换;给出了对称调节器的标准形式,可通过频域上的转换得到实际的调节控制器。实验结果表明:采用单参数对称调节的捕获跟踪控制模式转换平滑、快速、瞬态响应快、超调量小。

关键词：光电跟踪模式切换对称调节捕获跟踪

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导引头伺服系统隔离度与测试

光学精密工程 2009年第8期17卷 1993-1998页

作者：朱华征范大鹏马东玺周晓尧国防科技大学机电工程系湖南长沙410073

角扰动隔离是导引头的一个重要功能,通常用隔离度来评价导引头的扰动隔离性能。为了实现对导引头隔离度的快速测试,本文分析了导引头直接稳定和间接稳定的扰动隔离原理,建立了导引头的隔离度模型,最后通过分析导引头的稳定回路结构,提... 详细信息

角扰动隔离是导引头的一个重要功能,通常用隔离度来评价导引头的扰动隔离性能。为了实现对导引头隔离度的快速测试,本文分析了导引头直接稳定和间接稳定的扰动隔离原理,建立了导引头的隔离度模型,最后通过分析导引头的稳定回路结构,提出了一种适用于导引头伺服系统调试阶段的,基于dSPACE半实物仿真系统的隔离度测试方法。该方法通过在稳定回路中施加干扰信号实现隔离度的快速测试,不需要使用飞行仿真转台模拟载体运动。与传统测试方法相比,具有系统组成简单、测试速度快的特点。采用该方法对某红外成像导引头稳定回路进行了隔离度测试,测试结果接近于传统测试方法的测试结果,其误差<2dB,表明使用该方法测量导引头或其他动载体光电平台的隔离度是可行的。

关键词：导引头伺服系统扰动隔离隔离度 dSPACE

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导引头伺服系统的输出多采样率变结构控制

光电工程 2008年第5期35卷 33-38页

作者：张文博朱华征范大鹏庞新良李凯国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073 总参陆航部军代局北京100083

针对弹体耦合干扰力矩、摩擦力矩及参数扰动对导引头伺服系统跟踪性能的影响,基于输出多采样和区域极点配置技术,研究了导引头伺服系统的输出多采样率变结构控制,给出了确定控制器参数的方法。所设计的控制器能保证闭环系统是有界稳定的... 详细信息

针对弹体耦合干扰力矩、摩擦力矩及参数扰动对导引头伺服系统跟踪性能的影响,基于输出多采样和区域极点配置技术,研究了导引头伺服系统的输出多采样率变结构控制,给出了确定控制器参数的方法。所设计的控制器能保证闭环系统是有界稳定的,且无需利用系统的状态作为反馈而仅利用输出采样来设计控制器,因而无须伺服机构中安装测速单元,有效节省了机构的体积和重量,有较强的实用性且易于实现。仿真结果表明,所设计的控制器对弹体耦合干扰力矩及系统参数扰动有较强的鲁棒性,且具有较高的跟踪精度,因而在导引头伺服系统这类对体积和质量有严格限制的伺服系统中具有较好的应用前景。

关键词：导引头伺服系统输出多采样率变结构控制

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弹载伺服系统中输出多采样率扰动观测器应用

系统工程与电子技术 2008年第12期30卷 2458-2461页

作者：张文博范大鹏盛德军朱华征李凯国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073 总参陆航部北京军代表室北京100083

基于输出多采样率反馈理论与时滞估计原理,提出一种输出多采样率扰动观测器,给出了推导过程及稳定条件。与传统的时滞扰动观测器相比,所提出的扰动观测器利用系统的快速采样输出来估计扰动量,具有滞后量小、结构简单、易于实现等优点。... 详细信息

基于输出多采样率反馈理论与时滞估计原理,提出一种输出多采样率扰动观测器,给出了推导过程及稳定条件。与传统的时滞扰动观测器相比,所提出的扰动观测器利用系统的快速采样输出来估计扰动量,具有滞后量小、结构简单、易于实现等优点。将所提出的扰动观测器应用于导引头伺服控制系统中,仿真结果表明:输出多采样率扰动观测器对弹体耦合干扰力矩、摩擦力矩等外部扰动力矩具有较高的补偿精度,能够有效提高导引头伺服系统的控制精度。

关键词：输出多采样率扰动观测器时滞导引头伺服系统

质量不平衡力矩对导引头伺服机构性能影响分析

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红外与激光工程 2009年第5期38卷 767-772页

作者：朱华征范大鹏张文博马东玺国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

摩擦力矩、导线干扰力矩和质量不平衡力矩等各种非线性因素会对导引头的性能产生严重影响,国内外学者对导引头摩擦力矩和导线干扰力矩做了大量分析,而对质量不平衡力矩研究甚少。为了研究导引头伺服机构质量不平衡力矩的传递机理及其对... 详细信息

摩擦力矩、导线干扰力矩和质量不平衡力矩等各种非线性因素会对导引头的性能产生严重影响,国内外学者对导引头摩擦力矩和导线干扰力矩做了大量分析,而对质量不平衡力矩研究甚少。为了研究导引头伺服机构质量不平衡力矩的传递机理及其对平台速度稳定性能的影响,以两框架导引头伺服机构为对象,利用欧拉角坐标变换方法和刚体绕动点转动的动量矩定理建立了完整的运动学和动力学模型。在此基础上,针对某导引头样机,首先分析了框架转动中心与导弹质心距离以及框架质心偏心距离对质量不平衡力矩的影响;然后分析了质量不平衡力矩对平台稳定回路性能的影响。结果表明:当框架转动中心与导弹质心距离和框架质心偏心距离较大时,质量不平衡力矩会严重影响平台的稳定性能,设计时必须重点考虑。

关键词：质量不平衡力矩导引头伺服机构动力学模型姿态扰动

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基于双DSP的导引头数字控制系统设计

光电工程 2009年第6期36卷 4-9页

作者：朱华征范大鹏马东玺张文博国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073

分析了导引头伺服系统的结构及其预置、稳定、搜索和跟踪等回路的功能。设计了基于双DSP结构的导引头伺服系统控制器,以实现导引头的通信、扰动隔离以及目标跟踪等功能,介绍了其硬件与软件实现方法。分析了导引头伺服系统的扰动隔离与... 详细信息

分析了导引头伺服系统的结构及其预置、稳定、搜索和跟踪等回路的功能。设计了基于双DSP结构的导引头伺服系统控制器,以实现导引头的通信、扰动隔离以及目标跟踪等功能,介绍了其硬件与软件实现方法。分析了导引头伺服系统的扰动隔离与目标跟踪原理,并以方位轴稳定回路为例,提出了基于dSPACE半实物仿真系统的数字控制器设计方法。扰动隔离仿真与目标跟踪试验结果表明:所设计的导引头数字控制系统具有较高精度,基本满足导引头的扰动隔离与目标跟踪功能。

关键词：导引头伺服系统 F2812 数字控制 dSPACE

无速度传感器的成像导引头位标器预定回路速度环设计

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弹箭与制导学报 2008年第2期28卷 67-69页

作者：朱华征范大鹏庞新良张文博国防科学技术大学长沙410073

针对没有速度传感器的成像导引头位标器,从工程实际的角度出发,提出了一种位标器预定回路速度内环的设计方法。该方法以弹体姿态解算为基础,将弹体惯导信号与位标器陀螺信号融合,获取电机转动速度,闭合速度回路的方法。以某位标器原理... 详细信息

针对没有速度传感器的成像导引头位标器,从工程实际的角度出发,提出了一种位标器预定回路速度内环的设计方法。该方法以弹体姿态解算为基础,将弹体惯导信号与位标器陀螺信号融合,获取电机转动速度,闭合速度回路的方法。以某位标器原理样机为基础,对该方法进行了仿真分析。仿真结果表明:该方法正确、有效,具有一定工程价值。

关键词：成像导引头位标器速度传感器预定回路姿态解算

双数字信号处理器光电跟踪伺服控制系统的设计

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计算机测量与控制 2011年第1期19卷 86-88页

作者：马东玺范大鹏朱华征国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

为解决光电跟踪伺服系统中的计算资源不足的问题,分析了光电跟踪伺服系统跟踪回路的结构,设计了基于双数字信号处理器的数字伺服控制硬件平台,以完成光电跟踪系统的通信、扰动隔离以及目标跟踪等功能,介绍了其硬件与软件实现方法;对各DS... 详细信息

为解决光电跟踪伺服系统中的计算资源不足的问题,分析了光电跟踪伺服系统跟踪回路的结构,设计了基于双数字信号处理器的数字伺服控制硬件平台,以完成光电跟踪系统的通信、扰动隔离以及目标跟踪等功能,介绍了其硬件与软件实现方法;对各DSP任务进行了合理规划,以McBSP接口作为双DSP的数据交换接口,保证了通讯的实时性。以方位轴跟踪回路为例,构建了脱靶量预测滤波算法,实现了等效复合控制。

关键词：光电跟踪双DSP McBSP接口复合控制预测滤波

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精密光路偏转及焦距调整机构的发展

激光与红外 2009年第10期39卷 1028-1033页

作者：朱华征范大鹏张智永范世珣国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

介绍了压电陶瓷和音圈电机在精密光路偏转和焦距调整机构的原理和发展状况;分析了偏转与调焦机构的主要结构形式、驱动特点及其在精密偏转与调焦机构中的应用前景;指出了需要进一步开展研究的关键技术。

关键词：快速反射镜偏转机构压电陶瓷调焦机构直线电机