【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，属于惯性导航领域。
技术介绍
1、随着运载体机动变轨飞行需求的增加，要求惯性导航系统在大机动、高动态条件下实现精确导航与制导。当运载体要做大机动变轨飞行时，三轴稳定平台的内环轴会出现大姿态角情形，在这样条件下，要求平台伺服控制回路仍能保持足够的稳定裕度和可靠性。
2、由于三轴稳定平台采用的是框架式结构，当框架结构位置发生变化时，会引起框架结构的转动惯量的变化，从而导致平台伺服控制回路出现增益变化。而伺服控制回路增益发生改变，又会引起伺服控制回路幅值稳定裕度的改变。从而进一步影响可靠性和控制精度。
3、为了减小因框架转动惯量改变而带来的伺服控制回路增益改变，目前，三轴稳定平台主要工作在内环±45°范围内，内环小角度时引起的框架转动惯量变化在可控范围之内。现有措施只能满足机动姿态有限的载体上，难以满足运载体大机动运动的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，该方法在内环轴工作于大角度时，可以有效提高运载体大机动条件下的稳定性和可靠性。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，所述三轴稳定平台包括基座、外框架、内框架和台体，对应的基座本体坐标系xbybzb、外框架本体坐标系内框架本体坐标系和平台本体坐标系xpypzp；平台本体坐标系的zp轴与内框架本
4、所述三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法实现如下：
5、测量得到三轴稳定平台的台体对平台本体坐标系xp、yp、zp轴的转动惯量内框架对内框架本体坐标系轴的转动惯量外框架对外框架本体坐标系轴的转动惯量
6、测量得到三轴稳定平台相对转动的角度，包括基座绕外框架本体坐标系的外框架轴轴转动的角度βxk，外框架绕内框架本体坐标系的内框架轴轴转动的角度βyk，内框架绕台体本体坐标系的台体轴zp轴转动的角度βzk；
7、计算外框架轴的转动惯量增益补偿值计算公式如下：
8、
9、jxx为台体轴和内框架轴转动过程中耦合到轴的主转动惯量。
10、优选的，通过如下方法测量得到三轴稳定平台的台体对平台本体坐标系xp、yp、zp轴的转动惯量内框架对内框架本体坐标系轴的转动惯量外框架对外框架本体坐标系轴的转动惯量
11、
12、在装配台体后，采用转动惯量测试设备，利用扭转法测试台体三个方向的转动惯量在装配内框架后，采用转动惯量测试设备，利用扭转法测试内框架三个方向的转动惯量在装配外框架后，采用转动惯量测试设备，利用扭转法测试外框架的转动惯量
13、优选的，通过如下方法测量得到基座绕外框架本体坐标系的外框架轴轴转动的角度βxk，外框架绕内框架本体坐标系的内框架轴轴转动的角度βyk，内框架绕台体本体坐标系的台体轴zp轴转动的角度βzk：
14、在外框架轴轴上安装角度传感器，测量得到基座绕轴转动的角度βxk；在内框架轴轴上安装角度传感器，测量得到外框架绕轴转动的角度βyk；在台体轴zp轴上安装传感器测量内框架绕zp轴转动的角度βzk。
15、优选的，
16、优选的，基座本体坐标系xbybzb、外框架本体坐标系内框架本体坐标系和平台本体坐标系xpypzp，四个坐标系的原点重合。
17、优选的，平台本体坐标系到内框架本体坐标系的坐标转换矩阵
18、
19、优选的，内框架本体坐标系到外框架本体坐标系的坐标转换矩阵
20、
21、本专利技术与现有技术相比的优点如下：
22、(1)、本专利技术给出的一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，可补偿台体轴和内框架轴在任意角度时、尤其是内环在大角度时的增益变化。
23、(2)、本专利技术给出的一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，内框架可工作在非奇异值时的任意大角度情形，增加了载体大机动飞行的可靠性。
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1.一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，其特征在于：所述三轴稳定平台包括基座、外框架、内框架和台体，对应的基座本体坐标系xbybzb、外框架本体坐标系内框架本体坐标系和平台本体坐标系xpypzp；平台本体坐标系的zp轴与内框架本体坐标系的轴重合，内框架本体坐标系的轴与外框架本体坐标系的轴重合，外框架本体坐标系的轴与基座本体坐标系的xb轴重合；
2.根据权利要求1所述的一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，其特征在于：通过如下方法测量得到三轴稳定平台的台体对平台本体坐标系xp、yp、zp轴的转动惯量内框架对内框架本体坐标系轴的转动惯量外框架对外框架本体坐标系轴的转动惯量
3.根据权利要求1所述的一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，其特征在于：通过如下方法测量得到基座绕外框架本体坐标系的外框架轴轴转动的角度βxk，外框架绕内框架本体坐标系的内框架轴轴转动的角度βyk，内框架绕台体本体坐标系的台体轴zp轴转动的角度βzk：
4.根据权利要求1所述的一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，其特征在于：
<...【技术特征摘要】
1.一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，其特征在于：所述三轴稳定平台包括基座、外框架、内框架和台体，对应的基座本体坐标系xbybzb、外框架本体坐标系内框架本体坐标系和平台本体坐标系xpypzp；平台本体坐标系的zp轴与内框架本体坐标系的轴重合，内框架本体坐标系的轴与外框架本体坐标系的轴重合，外框架本体坐标系的轴与基座本体坐标系的xb轴重合；
2.根据权利要求1所述的一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，其特征在于：通过如下方法测量得到三轴稳定平台的台体对平台本体坐标系xp、yp、zp轴的转动惯量内框架对内框架本体坐标系轴的转动惯量外框架对外框架本体坐标系轴的转动惯量
3.根据权利要求1所述的一种三轴稳定平台基于力学模型的转动惯量补偿方法，其特征在于：通过如下方法测量得到基座绕外框架本体...
【专利技术属性】
技术研发人员：高荣荣，魏宗康，彭荻，赵军虎，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：
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