捷聯(lián)式天線平臺的角跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)new

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1、系統(tǒng)工程與電子技術(shù)第25卷第10期SystemsEngineeringandElectronicsVol25No10,2003文章編號:1001506X(2003)10120003捷聯(lián)式天線平臺的角跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)112周瑞青,呂善偉,劉新華(1.北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院,北京100083;2.中國航天科工集團(tuán)二院25所,北京100854)摘要:捷聯(lián)式雷達(dá)導(dǎo)引頭的角跟蹤系統(tǒng)采用彈體姿態(tài)角補(bǔ)償法可實(shí)現(xiàn)天線的捷聯(lián)純穩(wěn)定,但無法直接得到用于比例導(dǎo)引的慣性視線角速率。為此,提出一種新的設(shè)計(jì)思路,將天線穩(wěn)定與目標(biāo)跟蹤獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)

2、,即在捷聯(lián)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,采用卡爾曼濾波方法來估計(jì)目標(biāo)視線角速度。仿真結(jié)果表明,相同參數(shù)條件下,卡爾曼濾波法比微分法精度高,對測量噪聲較大的情況更為有效。該設(shè)計(jì)方法對于捷聯(lián)穩(wěn)定導(dǎo)引頭如何實(shí)現(xiàn)比例導(dǎo)引具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:捷聯(lián)式陀螺儀;天線平臺;卡爾曼濾波;視線角速率中圖分類號:V448.133文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ADesignofanAngleTrackingSystemWithStrapdownAntennaPlatform112ZHOURuiqing,LShanwei,LIUXinhua(1.SchoolofElectronicsand

3、InformationEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China;2.No.25InstituteoftheSecondAcademy,CASIC,Beijing100854,China)Abstract:Theattitudeanglecompensationcanbeusedtostabilizeastrapdownseekerantenna,butinertiallineofsight(LoS)rateforproporti

4、onalnavigationcannotbeobtaineddirectly.Forthispurposeanewdesignmethodisputforward.Antennastabilizationandtargettrackingaredesignedseparately.AdaptiveKalmanfilterisappliedtotheestimationoftheLoSrate.ItisshownthattheperformancecanbeimprovedbyuseofaKalmanfiltercomparedwithadiff

5、erentialfiherwiththesameparameters,anditismoreeffectivewhenthereisasensornoise.Thismethodispracticalforastrapdownstabilizationseekertoaccomplishproportionalnavigation.Keywords:Strapdowngyroscope;Antennaplatform;Kalmanfilter;LoSrate接測定視線角速率的能力,只能提供彈體坐標(biāo)系內(nèi)對目標(biāo)位1引言置即視線角的測量數(shù)值,

6、且具有較大的測量噪聲。理論上,目前,采用角速率陀螺反饋來穩(wěn)定天線是雷達(dá)導(dǎo)引頭角為實(shí)現(xiàn)比例導(dǎo)引需要的慣性視線角速率,可對彈體坐標(biāo)系內(nèi)[2]跟蹤回路最常用的方案之一。這種方案是將兩個體積小、精視線角取導(dǎo)數(shù),并變換到慣性坐標(biāo)系內(nèi)得到,但具體實(shí)現(xiàn)度高的角速率陀螺,沿導(dǎo)引頭的方位軸和俯仰軸方向安裝在過程中存在微分運(yùn)算對測量噪聲的放大問題。天線的背面,作為天線穩(wěn)定回路的反饋通道,與天線伺服系針對上述情況,本文采用卡爾曼濾波方法來估計(jì)比例導(dǎo)統(tǒng)閉合。而對于空間受限制的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈,必須將天線背面的引所需視線角速率??柭鼮V波用于運(yùn)動載體目標(biāo)跟蹤較[3~5]角速率陀

7、螺移走,以簡化封裝,減小體積。在這種條件下,天早出現(xiàn)在機(jī)載雷達(dá)上,有關(guān)導(dǎo)引頭應(yīng)用的文獻(xiàn)報(bào)道不[6,7][6]線的穩(wěn)定是利用已有的自動駕駛儀陀螺來實(shí)現(xiàn)的,這種穩(wěn)定多。其中,Ekstrand對導(dǎo)引頭視線運(yùn)動方程進(jìn)行了討[1]論,并運(yùn)用觀測器方法給出了一種基于預(yù)測/更新機(jī)制的二方式稱為捷聯(lián)穩(wěn)定(或遠(yuǎn)程穩(wěn)定)。采用這種方案的系統(tǒng)[7]結(jié)構(gòu)緊湊小巧,費(fèi)用相對合理,在限定的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)條件下有階濾波器設(shè)計(jì)。沈亮簡單論述了一種采用卡爾曼濾波器較好的精度,而且同一慣性器件既可以用于天線平臺的穩(wěn)來提高導(dǎo)引頭跟蹤精度的方法。但是上述文獻(xiàn)并未對穩(wěn)定定,又可以為飛行控制系

8、統(tǒng)提供穩(wěn)定與控制需要的彈體角速回路作明確的說明。本文考慮了數(shù)字穩(wěn)定平臺的實(shí)現(xiàn),并重率信息,這就為天線平臺與駕駛儀平臺的一體化設(shè)計(jì)提供了點(diǎn)討論導(dǎo)引頭角跟

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