一种用于稳像望远镜的棱镜云台及其控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115903168A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211694560.2(22)申请日2022.12.28(71)申请人成都鼎信精控科技有限公司地址610000四川省成都市郫县德源镇(菁蓉镇)大禹东路5号1栋2楼201室(72)发明人焦志涛(74)专利代理机构成都知都云专利代理事务所(普通合伙)51306专利代理师饶振浪(51)Int.Cl.G02B7/18(2021.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种用于稳像望远镜的棱镜云台及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种用于稳像望远镜的棱镜云台及其控制方法，该棱镜云台包括云台结构件，安装在所述云台结构件上的正像棱镜和云台控制电路板，设置在所述正像棱镜上的第一陀螺仪传感器，以及设置在所述云台结构件上的俯仰轴检测组件和方位轴检测组件。控制方法包括根据正像棱镜与物镜之间的距离设定补偿比例Scale；获取俯仰轴电机的旋转角速度MspeedX和方位轴电机的旋转角速度MSpeedZ等步骤。本发明通过磁传感器获得电机旋转角度并计算出角速度，结合设定的比例系数生成棱镜的运动角速度的目标量，并将陀螺仪传感器的角速度数据作为反馈量，跟随目标量运动实现望远镜的视场稳定。CN115903168ACN115903168A权利要求书1/2页1.一种用于稳像望远镜的棱镜云台的控制方法，其特征在于，该棱镜云台安装于稳像望远镜内部，并且位于稳像望远镜的物镜和目镜之间；该控制方法包括以下步骤：步骤1：根据棱镜云台的正像棱镜与稳像望远镜的物镜之间的距离设定补偿比例Scale；步骤2：获取棱镜云台中俯仰轴电机的旋转角速度MSpeedX和方位轴电机的旋转角速度MSpeedZ；步骤3：将俯仰轴电机的旋转角速度MSpeedX和方位轴电机的旋转角速度MSpeedZ与补偿比例Scale相乘，获得俯仰轴电机的旋转角速度目标值AimSpeedX和方位轴电机的旋转角速度目标值AimSpeedZ；步骤4：通过陀螺仪传感器获取棱镜云台中正像棱镜的俯仰轴惯性角速度FBSpeedX和方位轴惯性角速度FBSpeedZ；步骤5：将俯仰轴电机的旋转角速度目标值AimSpeedX作为目标值，正像棱镜的俯仰轴惯性角速度FBSpeedX作为反馈值输入反馈控制算法，使正像棱镜的俯仰轴惯性角速度FBSpeedX跟踪俯仰轴电机的旋转角速度目标值AimSpeedX；同时，将方位轴电机的旋转角速度目标值AimSpeedZ作为目标值，正像棱镜的方位轴惯性角速度FBSpeedZ作为反馈值输入反馈控制算法，使正像棱镜的方位轴惯性角速度FBSpeedZ跟踪方位轴电机的旋转角速度目标值AimSpeedZ；运行反馈控制算法，分别输出PWM波形的电机控制量，以驱动俯仰轴电机和方位轴电机，带动正像棱镜偏转，补偿稳像望远镜镜体晃动带来的视场偏移。2.根据权利要求1所述的用于稳像望远镜的棱镜云台的控制方法，其特征在于，步骤2中获取棱镜云台中俯仰轴电机的旋转角速度MSpeedX和方位轴电机的旋转角速度MSpeedZ的具体方法如下：通过磁传感器获取棱镜云台中俯仰轴电机的旋转角度MAngleX和方位轴电机的旋转角度MAngleZ；将俯仰轴电机的旋转角度MangleX和方位轴电机的旋转角度MAngleZ分别输入跟踪微分器TD，得到俯仰轴电机的旋转角速度MspeedX和方位轴电机的旋转角速度MSpeedZ；或者，通过陀螺仪传感器获取稳像望远镜机身的俯仰轴角速度GspeedX和方位轴角速度GSpeedZ，以稳像望远镜机身的俯仰轴角速度GSpeedX作为俯仰轴电机的旋转角速度MSpeedX，以稳像望远镜机身的方位轴角速度GSpeedZ作为方位轴电机的旋转角速度MSpeedZ。3.根据权利要求1所述的用于稳像望远镜的棱镜云台的控制方法，其特征在于，步骤5中采用的反馈控制算法为自抗扰算法ADRC。4.一种实现上述权利要求1～3任一项所述的控制方法的棱镜云台，其安装于稳像望远镜的内部，其特征在于，包括云台结构件，安装在所述云台结构件上的正像棱镜(7)和云台控制电路板，设置在所述正像棱镜(7)上的第一陀螺仪传感器(6)，以及设置在所述云台结构件上的俯仰轴检测组件和方位轴检测组件；所述云台结构件、第一陀螺仪传感器(6)俯仰轴检测组件以及方位轴检测组件均与云台控制电路板电性连接；所述云台结构件能带动所述正像棱镜(7)在方位轴和俯仰轴上摆动，所述第一陀螺仪传感器(6)用于获取正像棱镜(7)的俯仰轴惯性角速度FBSpeedX和方位轴惯性角速度FBSpeedZ。5.根据权利要求4所述的棱镜云台，其特征在于，所述云台结构件包括云台底座(1)，通2CN115903168A权利要求书2/2页过方位轴电机(2)