光纤陀螺惯性平台的稳定回路控制

徐白描，魏宗康，彭 迪

（北京航天控制仪器研究所,北京100039）

0 引言

陀螺惯性稳定平台系统是以陀螺作为敏感元件,通过稳定回路实时测量和调整平台台体的姿态从而隔离载体角运动,以便为加速度计提供一个良好的工作环境,高精度惯性稳定平台系统对于提高军事化武器在目标打击过程中的命中率与命中精度至关重要[1-2]。

液浮陀螺、挠性陀螺目前已具备了较成熟的技术,现有的惯性稳定平台系统多采用气浮陀螺、液浮陀螺或挠性陀螺作为敏感元件,但由于工艺、成本以及对军事化打击更高的精度要求等因素正逐渐被新型陀螺所取代。光纤陀螺是全固态光学陀螺,具有结构简单、精度覆盖面广、可靠性高以及使用寿命长的优势。因此,国外的光纤陀螺稳定平台已经成功应用于武器系统中,我国对于光纤陀螺惯性稳定平台的研究也日益重视。目前,国内多个科研院所都已开展了光纤陀螺稳定平台的研发,其中对基于光纤陀螺的平台稳定回路成为了研究重点。2007年,第二炮兵工程学院的周小刚等[3]提出了光纤陀螺惯性平台稳定系统的设计方案。2016年,中国北方车辆研究所的刘义等[4]采用光纤陀螺替代挠性陀螺建立了惯性平台稳定回路模型,并采用经典PID控制算法仿真验证了光纤陀螺的可行性。这两篇文章都没有对控制器设计过程进行详细的介绍,仅给出了设计结果。2015年,天津航海仪器研究所的毋兴涛等[5]对由光纤陀螺构成的惯性稳定回路进行了关键技术分析,设计了串联超前-滞后校正网络,控制器的设计方法主要是根据经验调节PID参数,运算量较大,并且对平台稳定回路设计指标中的动态指标考虑不全面。……