機載光電轉塔系統軸系誤差數值分析

余 馳

(慶安集團有限公司航空設備研究所,西安 710077)

0 引言

機載光電轉塔系統是一種廣泛應用于無人機、固定翼飛機和旋翼機等載機平臺的高精度光電探測設備[1],它隨著精密傳動技術、隨動控制技術、光學技術、傳感器技術和圖像處理技術的發展和應用，朝著高精度和高分辨率的方向發展[2-3]。機載光電轉塔系統一般通過多軸運動合成實現對一定空域目標和區域的探測和監控，軸線的指向精度是實現高精度探測、態勢感知和環境監控的基礎。在高精度的機載光電轉塔系統中，加工誤差、結構變形誤差、配合與安裝誤差、成件精度等均會通過幾何關系耦合到方位軸和俯仰軸，最終表現為產生相應的合成軸系誤差。因此在不同的應用領域對軸系誤差的控制研究備受關注[4-11]，也是決定隨動跟蹤精度的重要因素之一。

這些誤差可以通過系統設計控制和降低，但卻是不可避免的存在。為了消除誤差、提高精度，本文建立了機載光電轉塔系統軸系誤差的數學模型，推導出了因軸系誤差在方位和俯仰方向產生隨動跟蹤誤差的影響關系，并進行了仿真與分析，提出了將誤差角度作為位置環的補償引入到隨動控制中，消除誤差，提高隨動精度的解決方法。

1 軸系誤差數學模型建立與分析

機載光電轉塔系統軸系關系見圖1，Y框為方位框，P框為俯仰框，以實現在方位和俯仰兩個自由度的隨動。建立載體坐標系OXaYaZa、機載光電轉塔系統方位框坐標系OXyYyZy和俯仰框坐標系OXpYpZp。……