1.一種單軸氣浮臺高精度跟蹤控制的干擾力矩測定方法,其特征在于,該方法包含:
S1、選定氣浮臺機(jī)動過程的位置特征點;
S2、氣浮臺靠近第一個選定特征點穩(wěn)定,建立初始狀態(tài);
S3、氣浮臺采用PD控制方法和角度誤差限幅機(jī)動至所有選定的位置特征點,記錄氣浮臺位于所有選定的位置特征點處于平衡時的干擾力矩和氣浮臺角度;
S4、根據(jù)選定的位置特征點處于平衡時的干擾力矩和氣浮臺角度,使用最小二乘算法得到干擾力矩幅值與氣浮臺平衡位置角度,確定氣浮臺機(jī)動過程中各位置處的干擾力矩。
2.如權(quán)利要求1所述的單軸氣浮臺高精度跟蹤控制的干擾力矩測定方法,其特征在于,所述S1中,選定氣浮臺機(jī)動過程的位置特征點根據(jù)跟蹤指令信號選定;跟蹤指令由測量敏感器測算得到。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單軸氣浮臺高精度跟蹤控制的干擾力矩測定方法,其特征在于,所述位置特征點選定氣浮臺機(jī)動過程中計劃經(jīng)過的5至10個點作為位置特征點,位置特征點之間均勻間隔選取。
4.如權(quán)利要求1所述的單軸氣浮臺高精度跟蹤控制的干擾力矩測定方法,其特征在于,所述S3包含:
S3.1、使用PD控制方法和角度誤差限幅控制氣浮臺進(jìn)行機(jī)動,將氣浮臺機(jī)動至選定的特征位置點k處,穩(wěn)態(tài)控制時Tc(k)+Td=0,由此可得到平衡點處的干擾力矩Td,并記錄氣浮臺角度所使用的控制律如式(1)
其中,Tc為控制力矩,Kp為比例系數(shù);Kd為微分系數(shù),為角度誤差限幅值,Δωmax為機(jī)動中允許的最大角速度差值,Δω為角速度差值,為氣浮臺角度變化值;
S3.2、判斷是否完成所有選定的位置特征點處于平衡時的干擾力矩和氣浮臺角度,若否則跳轉(zhuǎn)到S3.1,若是則所有選定特征位置點的干擾力矩測量完成。
5.如權(quán)利要求1所述的單軸氣浮臺高精度跟蹤控制的干擾力矩測定方法,其特征在于,所述S4包含:
S4.1、以正弦函數(shù)形式描述干擾力矩;設(shè)氣浮臺干擾力矩形式為:
將其展開可得式(2):
S4.2、將所測得所有選定特征位置點的氣浮臺角度信息與干擾力矩大小帶入式(2)聯(lián)立等式,寫成矩陣形式(3):
S4.3、通過參數(shù)變換得到線性方程形式表達(dá)式,令
可得ΦX=Y(jié);
S4.4、使用最小二乘算法得到干擾力矩幅值與氣浮臺平衡位置角度,從而確定機(jī)動過程中各位置處的干擾力矩;
使用最小二乘公式可得式(4)
X=(ΦTΦ)-1ΦTY (4)
式(4)中(ΦTΦ)-1ΦT即為Φ的偽逆,由奇異值分解法求得,從而可算出干擾力矩函數(shù)幅值與平衡點相位如式(5):
得到干擾力矩模型如式(6):
6.如權(quán)利要求1所述的單軸氣浮臺高精度跟蹤控制的干擾力矩測定方法,其特征在于,所述選定氣浮臺機(jī)動過程的位置特征點之前,先根據(jù)試驗細(xì)則選定試驗設(shè)備并搭建試驗系統(tǒng),通過氣浮臺類單擺特性完成氣浮臺配平工作。
7.一種單軸氣浮臺高精度跟蹤控制的干擾力矩測定系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包含:
位置特征點選定模塊,其選定氣浮臺機(jī)動過程的位置特征點;
氣浮臺控制模塊,其接收選定的位置特征點,控制氣浮臺靠近第一個選定特征點穩(wěn)定建立初始狀態(tài);并控制氣浮臺采用PD控制方法和角度誤差限幅機(jī)動至所有選定的位置特征點;
檢測模塊,其記錄氣浮臺位于所有選定的位置特征點處于平衡時的干擾力矩和氣浮臺角度;
干擾力矩測定模塊,其根據(jù)選定的位置特征點處于平衡時的干擾力矩和氣浮臺角度,使用最小二乘算法得到干擾力矩幅值與氣浮臺平衡位置角度,確定氣浮臺機(jī)動過程中各位置處的干擾力矩。