1.一种桅杆式倒伏平台的快速调平方法,其特征在于,应用在一种桅杆式倒伏平台的快速调平系统中,快速调平系统包括光电稳台(1)、雷达主机(2)、惯性导航(3)、俯仰臂(4)、双轴倾角仪(5)、俯仰轴编码器(6)、控制器(7)、方位电机(8)、俯仰电机(9)、方位转台(10)及升降桅杆(11);
所述升降桅杆(11)的上方设有方位转台(10),方位转台(10)和升降桅杆(11)构成倒伏平台;方位转台(10)的顶端设有俯仰臂(4),俯仰臂(4)的底端,即俯仰臂(4)和方位转台(10)的交界处设有控制器(7)、方位电机(8)和俯仰电机(9),俯仰电机(9)上设有俯仰轴编码器(6),俯仰臂(4)内部设有双轴倾角仪(5),俯仰臂(4)的顶端设置光电稳台(1),俯仰臂(4)的两侧分别设置雷达主机(2)和惯性导航(3);
所述光电稳台(1)、雷达主机(2)、惯性导航(3)为待调平的探测用载荷,所述俯仰电机(9)用于控制俯仰臂(4)进行俯仰转动,方位电机(8)用于控制方位转台(10)进行左右转动;
所述俯仰臂(4)用于在转动过程中,俯仰臂(4)转动形成的平面垂直正交于方位转台(10)转动形成的平面,所述升降桅杆(11)用于承载倒伏平台和探测用载荷进行升降,所述双轴倾角仪(5)的X轴与俯仰转动轴平行,Y轴垂直于俯仰臂(4)与俯仰转动轴组成的平面,双轴倾角仪(5)用于检测X轴和Y轴的倾斜方向信息;俯仰轴编码器(6)用于检测俯仰臂(4)的俯仰状态信息;控制器(7)用于接收倾斜方向信息和俯仰状态信息,进而控制方位电机(8)和俯仰电机(9),实现对倒伏平台的调平控制;
快速调平方法包括:
S1、俯仰臂(4)直立状态校验:控制器(7)在升降桅杆(11)升起的同时根据俯仰轴编码器(6)控制俯仰电机(9),进而带动俯仰臂(4)转动至垂直于方位转台(10)的位置,使得俯仰臂(4)从初始状态调整至直立状态;
S2、获取双轴倾角仪(5)的X轴和Y轴初始角:在俯仰臂(4)处于直立状态后,控制器(7)获取双轴倾角仪(5)的采样数据,根据采样数据计算X轴和Y轴初始角;
S3、控制器(7)控制倒伏平台调平:控制器(7)根据X轴和Y轴初始角,结合方向因子图,采用锐角路径,控制方位转台(10)旋转方向,在此过程中,根据双轴倾角仪(5)实时采集的数据控制俯仰臂(4)旋转,实现倒伏平台的一次调平;
步骤S3包括:
S31、方位转台(10)旋转方向:根据S2中计算的X轴和Y轴初始角,结合方向因子图,采用锐角路径,控制方位转台(10)旋转方向;
S32、控制器(7)采样双轴倾角仪(5)的X轴数据,进行动态修正后,返回步骤S31闭环控制方位转台(10)转动,直至X轴横倾角为预设精度后停止,进入S33;
S33、控制器(7)采样双轴倾角仪(5)的Y轴数据,进行动态修正后,返回步骤S31闭环控制方位转台(10)转动,直至Y轴横倾角为预设精度后停止;
所述步骤S32中控制器(7)采样双轴倾角仪(5)的X轴数据,进行动态修正,包括:
同步采集双轴倾角仪(5)的X轴倾角,存入数组X[2N],其中,x0…xN‑1及xN...x2N‑1分别进行中值滤波,数组前半段和后半段具有预设间隔,计算:其中,xf为第一滤波值,xb为第二滤波值;
实时监测倾斜角度的变化是否符合最短路径的特征,比较xf和xb的大小值,如果大于,则继续按照当前方向驱动方位转台(10)旋转;否则,停止当前方向的驱动,返回步骤S31进入换向模式。
2.根据权利要求1所述的一种桅杆式倒伏平台的快速调平方法,其特征在于:所述步骤S2中根据采样数据计算X轴和Y轴初始角,包括:S21、连续读取预设时间内双轴倾角仪(5)的X轴和Y轴的若干个倾斜角度数据,并分别存入数组X[n]、数组Y[n];其中数组X[n]中保存的数据为双轴倾角仪(5)的X轴数据,其中数组Y[n]中保存的数据为双轴倾角仪(5)的Y轴数据,n为采样数据标号,0≤n≤N‑1,N为采样总次数;
S22、对数组X[n]、数组Y[n]进行直方图统计,得到X轴初始角Xinit和Y轴初始角yinit;其中X轴和Y轴初始角计算公式相同,X轴初始角Xinit的计算公式为:其中,u(m)为倾斜角正相位策略函数,v(m)为倾斜角负相位策略函数,m为双轴传感器倾斜角度采样值,Px为X轴正相位统计和,Nx为X轴负相位统计和,xinit为X轴初始角。
3.根据权利要求1所述的一种桅杆式倒伏平台的快速调平方法,其特征在于:在调平逼近的过程中,引入模糊控制算法控制驱动,定义调平精度Δx=0.1°,驱动值公式为:Pwm=aix+PWM0;
其中,PWM0为方位转台(10)最小驱动值,x为当前平台的横倾角,ai为模糊经验值。