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位姿协同控制系统

时间:2022-02-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:图49 接近段控制系统结构绕飞段的控制系统结构,在传感器、信息处理和控制器等方面与接近段有根本性区别。绕飞段中传感器要具备获取目标器外形图像的能力,一般采用视觉导航设备进行测量。采用CCD进行测量时,信号处理过程虽与绕飞段类似,但处理对象是同一幅标识图和同样的特征点。该段对信息测量精度和系统状态变量的控制精度比前面两个阶段相应量的技术要求高。图51 并拢段控制系统结构
位姿协同控制系统_交会对接制导与控

接近段的目标可视为点目标,相对运动的信息获取传感器为雷达和角速率陀螺。雷达类型可以不受限制,但其功能必须满足接近段对相对运动信息类型的需求,即能够获得视线参数以及C体轴与测量轴的夹角θrl。角速率陀螺提供C体轴系上的姿态角速率信号,即ωcy,它们是产生C的姿态控制所需要的信号。测量信号经滤波、估计等信息处理后,可提供生成控制律的信号。综上所述,接近段的控制系统结构如图49所示。

图49 接近段控制系统结构

绕飞段的控制系统结构,在传感器、信息处理和控制器等方面与接近段有根本性区别。绕飞段中传感器要具备获取目标器外形图像的能力,一般采用视觉导航设备(CCD,SAR)进行测量。依据测量设备获得的图像信息可进一步确定C相对T的r、q、θrl,它们是寻找对接口所需要的导航参数。信息处理部分包含图像预处理、景象匹配、特征点识别等算法;导航算法的功能是依据焦平面上不断变化的特征点位置信息计算出C的位姿参数,而后通过参数估计得到生成控制指令的信号。绕飞段的控制结构如图50所示。

图50 绕飞段控制系统结构

并拢段的控制系统结构与绕飞段的控制系统结构类似,但不完全相同,如图51所示。并拢过程中,C只是在T的对接口坐标系小范围内移动,而且相对距离由初值渐渐趋于零,用来测量位姿参数的标识图和标识图上的特征点是不变的。采用CCD进行测量时,信号处理过程虽与绕飞段类似,但处理对象是同一幅标识图和同样的特征点。由测量算法获得的位姿参数描述形式也不相同,这里的位置参数以直角坐标值x、z描述,姿态参数为C相对于T的姿态角度θr。该段对信息测量精度和系统状态变量的控制精度比前面两个阶段相应量的技术要求高。

图51 并拢段控制系统结构

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