跟踪微分器在陀螺信号去噪方面的应用

朱 枫，张 葆，李贤涛，晋超琼，申 帅

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033；2.中国科学院大学，北京 100049)

跟踪微分器在陀螺信号去噪方面的应用

朱 枫1,2，张 葆1*，李贤涛1，晋超琼1,2，申 帅1,2

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033；2.中国科学院大学，北京 100049)

为了提高航空光电稳定平台的视轴稳定精度，采用跟踪微分器作为滤波器，对输入信号进行滤波，改善随机噪声对控制精度带来的负面影响。跟踪微分器会产生相位延迟，根据它得到的滤波信号及其微分信号，采用预报方法对滤波后的信号进行补偿。算法不依赖对象模型，计算量较小，易于实现。本文阐述了该算法的离散数学表达式，给出数值仿真分析，并在某型航空光电稳定平台上进行实验验证。结果表明：相较于巴特沃斯滤波器，跟踪微分器提高了阶跃响应的性能，最大超调量减少10.5%，上升时间缩短了4.5 ms，调整时间缩短50 ms。基本满足控制系统的实时性、快速性、稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。研究表明跟踪微分器对于航空光电稳定平台的精度提高，有比较好的实用价值。

跟踪微分器；滤波；随机噪声；相位延迟；航空光电稳定平台

1 引 言

航空光电稳定平台通常应用光电轴角编码器[1]采集位置信息，利用陀螺传感器测量平台转速，航空光电稳定平台的发展是和上述这些传感器的测量精度密切相关的[2]。其中，陀螺传感器是目前广泛应用于惯性空间提供基准方向的传感器，由于陀螺具有进动性和定轴性两种功能，陀螺以及用陀螺构成的稳定平台都具备稳定与跟踪两个作用[3]。……