強干擾慣性穩定平臺的關鍵技術研究

楊數強 王招娣

摘 要：受到各類新興技術不斷涌現的影響，光電跟蹤系統開始嘗試利用運動平臺。其中的載體運動導致光電跟蹤系統的視軸出現抖動情況，所以，應運用慣性穩定平臺予以有效抑制，發揮出其擾動抑制的作用。本文通過闡述強干擾慣性平臺的構成情況，說明了慣性傳感器技術的應用。此研究以分析強干擾慣性穩定平臺的關鍵技術為目的，從而有效發揮出強干擾慣性穩定平臺的良好作用。

關鍵詞：強干擾;慣性穩定平臺;關鍵技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.124

0 前言

眾所周知，慣性穩定平臺主要功能在于對平臺載體的有效隔離，讓系統鎖定的目標處于慣性空間中維系一定的穩定性，同時結合相應的跟蹤指令，讓受穩控目標處于干擾力矩作用之下可以形成相應的規律運動。針對慣性穩定平臺而言，涵蓋了諸多技術，比如：慣性技術、自動管控技術、信號調控技術以及電機伺服管控技術等等。鑒于此，深入探討和分析強干擾慣性穩定平臺的關鍵技術顯得十分必要，具有重要的研究意義和實踐價值。

1 強干擾慣性穩定平臺構成說明

對于強干擾慣性穩定平臺而言，主要涵蓋了慣性傳感器、管控器、相應平臺、驅動器以及負載部分等構成。當載體受到擾動情況下，依靠慣性傳感器裝置把擾動傳送到相應的管控器中，并以相關計算方法作為依據，對平臺內的電機與驅動器裝置予以有效管控，產生反向的運動，保證平臺視軸的穩定性。

將裝設傳感器具體的位置當作依據，針對慣性穩定平臺來說，以捷聯式與平臺式兩類為主。其中前者會把慣性傳感器裝置裝設到載體上面，使載體和平臺間存在相應位置的傳感器裝置，而管控器裝置則以慣性傳感器與具體位置的傳感器信息當作依據，科學將平臺擾動情況計算出來，并借此達到管控平臺穩定性的目的，其中主要運用到前饋管控技術[1]。后者把慣性傳感器裝置裝設到平臺中，依靠管控器裝置，完成平臺的有效反饋管控。

針對以運動平臺為主的光電跟蹤系統來說，關于視軸出現抖動的原因，主要在于平臺改變的影響，鑒于平臺式慣性穩定平臺以直接的形式進行平臺運行情況的信息采集處理，當傳感器相關參數一致時，相較于捷聯式，其在獲得有關擾動信息方面的準確度與實時性更好，并且抑制載體擾動作用的水平也非常良好，表現出針對傳感器有關相位參數不夠敏感的情況，凸顯出一定的穩定性。

從平臺構造的角度來說，關于慣性穩定平臺則涵蓋了框架與近似快速反射管控鏡式的構造為主。前者運用了一個或者諸多萬向架構成了相應的單軸及多軸轉臺，不同軸相應的驅動形式涵蓋了直接與間接兩種驅動方式。在這當中，框架慣性穩定平臺擁有更廣泛的工作區間，在擾動抑制帶寬方面很低，相應的精準度與穩定性也不佳。

實際上，平臺式慣性穩定平臺即為近似快速管控反射鏡相應的二自由度旋轉構造，涵蓋了具體的基座、平臺、支撐以及電機等設施部分。電機裝置運用的為音圈電機，其不僅移動慣量較小，相應的反作用力矩較低，而且使驅動器有關要求下降，促使系統帶寬提升。其中的音圈電機呈現出成對正交布設的狀態，所處方向一致，依靠兩個音圈電機進行推挽處理，降低了驅動作用造成的不平衡程度[2]。此類型慣性穩定平臺擁有阻尼較小、零摩擦且線性度良好等優勢，能使慣性穩定平臺在載體振動抑制方面作用更加明顯。

2 慣性傳感器技術應用

2.1 加速度計相關技術設備說明

以檢測目標作為依據，對于加速度計能劃分成角加速度計與線加速度計。前者依靠力平衡作用原理，處于某環形腔體中，運用慣性液體或者電氣阻尼器裝置完成角加速度測定任務。鑒于角加速度的相應慣性液體或者電氣阻巧器方面的作用影響，致使低頻的反應能力很慢，而最高的響應頻率同樣較低，所以，對于高帶寬慣性穩定平臺的管控而言，并不適用[3]。后者又包含了力平衡加速度計與振動弦加速度計兩類，比如：常見其石英撓性加速度計的應用范圍便很廣。由某角加速度計與MEMS線加速度計的相關技術指標情況。

可知，角加速度計的帶寬是非常低的，難以達到慣性穩定平臺高帶寬管控的規定。而線加速度計的帶寬很寬，不過線加速度計所測定的為線速度，慣性穩定平臺則測定的為角加速度，所以采用裝設更多的線加速度計在平臺之上的方式，完成角加速度計算任務，而MEMS線加速度計和石英撓性加速度計相關指標近似，在重量與體積方面更小，能夠在慣性穩定平臺管控中發揮出更好的作用。

2.2 慣性速率檢測技術

通過利用陀螺進行慣性速率的科學檢測，相應的技術指標涵蓋了下述幾個部分：有關標度的因素、零偏和零偏的平穩性、角度與速率的隨機性游走、速率的斜坡以及帶寬與量程等構成。依據相關技術指標，陀螺涵蓋了戰略、慣導、商業以及戰術等級別。

3 結論

從此次論文的闡述與分析當中可知，深入探討和分析強干擾慣性穩定平臺的關鍵技術顯得十分必要，具有重要的研究意義和實踐價值。本文通過闡述強干擾慣性平臺的構成情況，說明了慣性傳感器技術的應用：加速度計相關技術設備說明、慣性速率檢測技術。希望此次研究的內容與結果，可以獲得有關工作人員的關注與重視，并從中得到一定的幫助，推動強干擾慣性穩定平臺的技術發展。

參考文獻：

[1]張杰，仇振安，李運動等.鋼帶傳動技術在慣性穩定平臺中的應用[J].電光與控制，2016，23（15）：125-130.

[2]蔣鴻翔，朱娜，夏剛等.一種結合擾動觀測器的慣性穩定平臺穩定回路設計[J].機械與電子，2016，34（14）：151-154.

[3]胡悅.浮球式慣性平臺動態積分滑?？刂品椒ㄑ芯縖J].現代防御技術，2016，44（22）：134-136.