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基于三轴稳定平台陀螺解耦方法

2512872 2009-08-25 | rar | 261 | 次下载 | 5积分

资料介绍

为了减小像移，机载成像设备经常采用三轴陀螺稳定平台隔离或消除飞机姿态变化对成像的影响。但由于三轴稳定平台的结构，使得平台在运动过程中轴间不能始终保持相互正交，这就使陀螺输出产生耦合，会使成像系统产生耦合像移，影响成像质量。本文介绍耦合产生的原因，分析产生耦合的原理，根据对原理的分析结论给出一种解耦方法，描述了解耦方案的硬件和软件设计方案。经过实际的成像实验证明，该方法有效地消除了稳定平台陀螺间耦合作用，保证了机载成像系统的稳定精度，较好地消除了飞机姿态变化产生的像移，方法正确可行。
关键词：陀螺稳定平台；耦合；解耦，像移
机载成像设备受飞机飞行姿态（俯仰、偏流、横滚）变化的影响较大，相机曝光时间内，地物的像点由于飞行姿态的改变而改变，这样就会产生一定的相移。为了消除相移，保持曝光时间内像点位置不变，需要在三个相反的方向附加旋转运动使像点保持静止不动，即在相机与飞机平台间增设三轴稳定平台来隔离飞机姿态的变化引起的像移。稳定平台与飞机直接连接，相机安装在三框架的稳定平台上，这种方法可以构成精密稳定控制系统，较好地弥补飞机姿态变化对视轴稳定的影响。
机载设备三轴稳定平台基本上由下面几部分组成：框架、平台台体、陀螺仪、编码器和力矩电机。其中定义平台的三个稳定轴分别是航向、俯仰、滚转，相对载体有三个自由度，可保证平台不受载体姿态角运动的影响而稳定在惯性空间，保证搭载在平台上的设备保持稳定的工作状态。采用三只单自由度陀螺分别完成航向、俯仰、滚动三个轴的角速率测量，保证陀螺的敏感轴方向与各自转轴方向平行。但由于运动过程中轴间不能始终保持相互正交，就会使陀螺输出产生耦合，会直接影响搭载在稳定平台上相机的成像效果，因此必须消除这种耦合。